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Calcolare Una Portata Da Un Peso


taratista
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Buona sera a tutti

Oggi sono stato coinvolto in una discussione per una modifica impianto, non avendo il tempo materiale da parte nostra e da parte dei fornitori mi è stato chiesto di calcolare una portata attraveso la variazione di un peso.

Avendo un serbatoio di 1000 lt attualmente pesato da un sistema con tre cella a taglio devo svuotarlo in non meno di un tempo noto ( che non conosco ) e provabilmente mi daranno un valore in portata . . Ho preso spunto dai nastri trasportatori che hanno un sistema dove si calcola la portata attraverso il peso di questo, però questa formula non la conosco.

Vorrei sapere se qualcuno di voi mi può dare una mano per spiegarmi il tutto.

Grazie 1000

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Se conosci il peso ed il peso specifico del liquido ne ricavi il volume in dm3 (litri); se hai come variabile indipendente il tempo di scarico ricavi la portata necessaria in litri al minuto (per esempio)

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Se il tuo sistema di pesatura lo consente, utilizza una uscita 4-20 mA su cui puoi applicare la funzione di derivata : puoi così impostare la scarica del serbatoio in litri (kg) /h (minuti), ovviamente agendo su una valvola proporzionale. Tale opzione però è normalmente disponibile sui dosatori e non sui semplici visualizzatori / trasmettitori di peso (almeno per la strumentazione di pesatura che utilizzo abitualmente).

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Sera

Se conosci il peso ed il peso specifico del liquido
purtroppo essendo miscele l' unica cosa che conosco è il peso sia in 4-20 mA o con 1-5 vdc.

Purtoppo max non abbiamo tempo per predispore il tutto, è nato tutto oggi su richiesta specifica pertanto avendo solo il peso in kg si pensava di usare una formula per calcolare questa portata. Non avendo esperienza in merito ho pensato a voi, poi se il tutto funziona correttamente nascerà un progetto definitivo.

Pertanto se non ho capito male dovrei impostare questa formula

(kg) /h (minuti)
però non sono convinto. Se il peso non varia chiudendo lo scarico rimanendo ad un valore ipotetico di 500 kg la portata deve indicare zero.

ciao fatemi sapere

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Taratista wrote:

però non sono convinto. Se il peso non varia chiudendo lo scarico rimanendo ad un valore ipotetico di 500 kg la portata deve indicare zero.

Quello che ti serve è una uscita in corrente non proporzionale al peso (che è la funzione standard di tutti i trx di peso) ma una uscita proporzionale alla velocità di aumento/diminuzione del peso (ovvero la funzione derivata). Tale caratteristica non è facile da trovarsi sui trx di peso ma è abbastanza comune sui dosatori (sistemi di pesatura in grado di gestire componenti / ricette e dosaggi in automatico).

Di fatto la funzione che stia cercando di implementare nel tuo sistema è uno scarico a portata (massica) costante.

Come intendi effettuare lo scarico del serbatoio : tramite pompa oppure per caduta?

Se utilizzi una pompa, devi munirti di un inverter, e passargli in ingresso il segnale 4-20 mA (con funzione di derivata) ed utilizzare la regolazione PI dell' inverter per regolare la frequenza (e quindi la portata massica che stai scaricando).

Se non utilizzi una pompa (scarico per caduta) devi procurarti un regolatore PI(D) e una valvola modulante.

Se non disponi della funzione derivata sul trx potresti, possedendo un inverter e una pompa, trovare delle coppie frequenza/range di peso a cui far funzionare il sistema.

Ovvero (e sono numeri campati in aria) : 1000-950 kg -> 25 Hz, 949-900 -> 27 Hz, 899-850 -> 30 Hz .... 549-500 -> 45 Hz

Questa è un' idea molto grezza e soggetta ad errori, ma potrebbe essere percorribile.

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Allora, semplifichiamo le cose. Per ora se domani non ci sono novità lo scarico viene effettuato manualmente da un operatore pertanto

Se utilizzi una pompa, devi munirti di un inverter, e passargli in ingresso il segnale 4-20 mA (con funzione di derivata) ed utilizzare la regolazione PI dell' inverter per regolare la frequenza (e quindi la portata massica che stai scaricando).

Se non utilizzi una pompa (scarico per caduta) devi procurarti un regolatore PI(D) e una valvola modulante.

tutto questo non sarà possibile per ora .
Quello che ti serve è una uscita in corrente non proporzionale al peso (che è la funzione standard di tutti i trx di peso) ma una uscita proporzionale alla velocità di aumento/diminuzione del peso (ovvero la funzione derivata). Tale caratteristica non è
questo è il punto cruciale :thumb_yello: , io ho solo il 4-20 mA :blink:<_< pertanto torno alla domanda principale come posso calcolarlo ?? conosci la formula ?? è possibile scriverla internamente a un programma o addirittura a un Memograph RSG40 che conosci pure tu?.

ciao

Edited by Livio Migliaresi
rimossa 'firma non conforme
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Taratista wrote:

Allora, semplifichiamo le cose. Per ora se domani non ci sono novità lo scarico viene effettuato manualmente da un operatore

e quindi, l' operatore di turno deve, senza l' ausilio di strumenti (ad eccezione forse di un cronometro), effettuare delle continue manovre di regolazione sulla valvola manuale di scarico ?

Tu chiedi delle formule, vediamo se quella che segue può esserti utile.

Supponendo che tu voglia scaricare 500 kg in 10 minuti avrai la seguente portata da mantenere :

500 [kg in 10 minuti] * 6 (per raggiungere l' ora come unità di tempo) = 3000 kg/h / 60 = 50 kg/min / 60 = 0.833 kg/s

Considerazione importante : tu devi ragionare in portata massica (kg) e non in portata volumetrica (l) perchè non conosci il peso specifico del prodotto, perchè il tuo strumento misura la massa (peso) e perchè non hai installato sullo scarico del serbatoio un promass (in fondo hai già un sistema di pesatura).

Tatratista wrote:

scriverla internamente a un programma o addirittura a un Memograph RSG40

Se vuoi scriverla dentro un programma devi implementare la funzione di derivata (ovvero campioni il segnale peso ogni secondo, calcoli la differenza rispetto al campione precedente e la memorizzi, sommi le ultime 60 differenze memorizzate per ottenere la portata istantanea al minuto).

Se vuoi utilizzare il Memograph devi verificare (credo che lo supporti), l' allarme su tendenza (che di fatto è la derivata).

Edited by max.riservo
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Se non puoi conoscere il peso specifico l'unico modo è calcolarti la derivata sul peso, come ha consigliato max.riservo, magari mediandola per ridurre l'influenza di spikes di misura. Meglio se la puoi ricavare direttamente dallo strumento di misura.

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Sera

Oggi per fortuna non ci sono novità e confermo quello detto finora, non ho fatto in tempo a guartare sull' RSG40 lo farò domani. Inoltre anche se abbiamo poto tempo ( due settimane ) verifico cosa mi propone il mercato escludento un FT per il motivo appena descritto.

Nutro dubbi che riesco a mettere in pratica quello che hai detto max non è una cosa banale, di sicuro mi muoverò su due strade la prima quello che stiamo discutendo e contemporaneamente uno strumento dedicato, un indicatore di peso con queste funzioni.

Vi terrò informati sugli sviluppi.

grazie :D;)

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Ciao, escludendo qualsiasi altra soluzione che non ti sia stata proposta da livio o da max, con un piccolo FT ad inserzione con elemento rotante (tipo turbinetta), pensi che sia possibile ? Sono oggetti affidabili ma non estremamente costosi, resistenti e semplici. Necessiti solamente di una piccola prova iniziale per allineare gli impulsi (con elettronica integrata il fondo scala) con i litri scaricati e con densità prossime, avrai una lettura attendibile. Lo usiamo dall'acqua, all'olio denso senza problemi.

Certo se poi puoi inserire un piccolo PLC con una analogica con una discreta risoluzione e real number, i due calcoli che ti hanno proposto sembrano essere accessibili.

Ciao

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daniele_stefanini

...per calcolare il peso specifico puoi anche installare un misuratore di livello e poi calcolare il rapporto peso / volume (se conosci la forma del serbatoio)

Peró la soluzione della derivata é sicuramente piu elegante.

Daniele

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senza aggiungere strumenti nuovi, credo che le uniche due soluzioni, siano il campionamento del peso ad intervalli di tempo, o l'indicatore con l'uscita derivata. come già suggerito. al massimo, ti toccherà cambiare l'indicatore di peso, senza dover modificare tubi e cablare nuovi strumenti.

per applicazioni simili, dove non si conosce il peso specifico del liquido (o cambia spesso) e si vuole sapere la portata in volume (non mi è chiaro se il tuo scopo sia questo), noi usiamo misuratori Massici, i quali si ricavano in automatico il P.S. e fanno la conversione di portata in volume. come uscita puoi configurare la variabile che vuoi e se usi la comunicazione in digitale, puoi leggerne anche quattro contemporaneamente (es.: temperatura, p.s., volume, massa.....).

altre alternative che usiamo (meno precise secondo me), sono misuratori di portata Vortex o Magnetici, ma mi hanno dato più rogne dei primi...

tutto dipende dalla criticità dell'applicazione e quanto si vuole spendere.

penso che il mercato offra parecchie alternative.... buon divertimento :wacko:

se non è chiaro, voto anche io per la "deriva" :)

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Senza aggiungere strumenti anche io sono per il campionamento e i calcoli già descritti sempre ipotizzando che la sezione di scarico sia costante... da quello che hai scritto non capito se hai un EV apri chiudi o regolata tramite analogica :rolleyes:

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Buona sera a tutti, oggi abbiamo eseguito test in bianco ma non sono riusciti. Come primo primo approccio, abbiamo eseguito il metodo a campinamento, nonostante la pestita di peso fosse lineare il risultato del calcolo è risultato molto instabile con dei picchi al 100 % e 0 % senza nessun motivo apparentemente. Abbiamo pensato a dei disturbi però non abbiamo avuto il tempo per approfondire, lunedì si riparte.

non capito se hai un EV apri chiudi o regolata tramite analogica
per ora siamo noi che regoliamo lo scarico, ma questo questo è il meno, da dicembre eseguiranno una breve produzione e da li capiremo se verrà un impianto nuovo con tutto il necessario.

Ciao

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Alcune formule posssono aiutarti a venire a capo del problema :

- Portata Volumetrica Q = A v [m3/s] dove A è la sezione del tubo, v è la velocità del fluido

- Sezione del tubo A = pi r2 [ m2] pi = 3,14, r = raggio

___

- velocità di svuotamento di un serbatoio (equazione di Bernoulli) v = /\ / 2gh [m3/s] dove g è l' accelerazione di gravità (9,80 m2/s) , h è l' altezza del battente del liquido \/

Dall' equazione di Bernoulli è evidente che non può essere lineare (nel tempo) la perdita di peso perchè, al variare del battente del liquido, varia ovviamente la velocità (e quindi la portata).

L' equazione di Bernoulli è sicuramente applicabile all' acqua, per fluidi con viscosità / densità molto diverse dall' acqua non saprei dirti.

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Ciao

E' andata....abbiamo utilizzato la formula sul campionamento.

il metodo a campinamento, nonostante la pestita di peso fosse lineare il risultato del calcolo è risultato molto instabile con dei picchi al 100 % e 0 % senza nessun motivo apparentemente.

Il motivo c' era eccome se c' era, siamo impazziti per giorni ma poi io e il programmatore siamo riusciti a capire il buco che creava i picchi citati, era un collegamento ad un segnale digitale che tagliava il calcolo.

Ammetto che è una spiegazione breve e sintetica ma dovete capirmi non sono un programmatore. Nel progetto definitivo sarà inserito uno strumento ( calcolatore ) dedicato a questa funzione particolarmente delicata non so se si effettuerà una regolazione PID.

Siamo contenti di essere riusciti " internamente " a sviluppare queste modifiche sopprattutto sperimentando anche i vostri consigli, da non sottovalutare nuova produzione per il 2011 :thumb_yello::superlol:

Grazie a tutti :thumb_yello:

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