Весовой контроллер для дозатора XK3190-C8+ и XK3192-C8+: как работает дозирование

Чем контроллер дозатора отличается от индикатора

Вход у индикатора и контроллера одинаковый: прибор питает мост тензодатчиков и оцифровывает милливольтовый сигнал. Различаются они тем, что прибор делает с весом дальше. Индикатор показывает вес оператору и передаёт его на ПК, принтер или табло. Контроллер вдобавок сравнивает вес с уставками и переключает реле: открывает и закрывает заслонки, запускает и останавливает шнек или вибропитатель, выгружает дозу. Поэтому контроллер оценивают не только по точности и интерфейсам, но и по числу и типу выходов, скорости измерения и логике дозирования.

Как выбирать индикатор по классу точности, числу делений и интерфейсам — в статье «Весовой индикатор: как выбрать и подключить». Калибровка и меню индикаторов CBT-A1C, A1X и XK3190-T8 — в статье «Настройка индикаторов». Здесь — только то, что относится к дозированию.

Контроллеры XK3190-C8+ и XK3192-C8+ в каталоге Sierra

В разделе «Весовой контроллер» каталога Sierra две модели. Обе — блоки управления для дозаторов: щитовые приборы с дисплеем, клавиатурой и аналоговым входом для тензодатчиков.

XK3190-C8+ · весовой контроллер-дозатор

Паспорт PDF в карточке

По паспорту:

3 входа / 3 выходареле AC 220 В, 0,5 А1–8 датчиков 350 Ом6 проводов0/4–20 мА или 0–5/0–10 ВRS-232 или RS-422/485сеть 110–230 В

от 38 900 ₽ с НДС

Открыть карточкуВсе исполнения (1)

XK3192-C8+ · весовой контроллер

Данные — из описания карточки (PDF нет)

По карточке:

АЦП 20 бит10 изм./сRS-232 и RS-485до 8 датчиков 350 Омпитание датчиков 5 Всеть 187–242 Вокно 93 × 46 мм

от 31 300 ₽ с НДС

Открыть карточкуВсе исполнения (1)

Кроме того, у XK3190-C8+ по паспорту есть пределы с сигнализацией (нижний и верхний), фиксация пикового значения, хранение итогов суммирования с защитой от отключения питания, учёт тары (автоматический в режиме автоматического контроля), часы и дата, печать в кг, т, г, lb. При замене прибора новая калибровка не нужна: достаточно установить те же параметры.

Как работает весовое дозирование: цикл по шагам

Весовой дозатор дискретного действия по ГОСТ 8.610–2012 разделяет поток материала на дозы заданной массы автоматическим взвешиванием. Он состоит из питателя, взвешивающего устройства (бункера или ёмкости на тензодатчиках), устройства управления, а также контрольного и разгрузочного устройств. Устройством управления и служит весовой контроллер.

Типовой цикл суммирующего дозирования: масса в весовом бункере во времени. Красные кружки — моменты, когда контроллер выключает грубую и точную подачу.

Зачем две скорости подачи

После команды «стоп» материал продолжает поступать: он уже летит между питателем и бункером, а заслонка или шнек останавливаются не мгновенно. Чем быстрее подача, тем больше этот хвост и тем сильнее он плавает от дозы к дозе. На одной высокой скорости доза получится быстро, но неточно, на одной низкой — точно, но слишком долго. Поэтому основную массу набирают грубой подачей (большой шнек, широкая заслонка), а последние килограммы — точной (малая заслонка, вибропитатель, пониженная частота шнека).

Разгрузка

Когда доза в допуске и вес успокоился, контроллер открывает разгрузочный затвор. Затвор держат открытым, пока вес не опустится к нулю, плюс небольшую паузу, чтобы стёк остаток. Если перед следующей дозой не вернуться к нулю (или не учесть тару), налипший материал войдёт в следующую дозу. По паспорту XK3190-C8+ ведёт автоматический учёт тары в режиме автоматического контроля и хранит итоги суммирования при отключении питания.

Симулятор дозирования: скорость подачи, упреждение и перевес

Задайте дозу, расходы грубой и точной подачи, точную дозу (за сколько килограммов до цели переходить на точную подачу), упреждение и время «полёта» материала. Симулятор посчитает, когда контроллер выключит каждую подачу, сколько материала долетит после этого и какой получится доза.

Проверим на примере. При дозе 50 кг, точной подаче 0,5 кг/с, полёте 0,5 с и 10 измерениях в секунду после отсечки долетает 0,5 × (0,5 + 0,05) = 0,275 кг. С упреждением 0,25 кг доза получается 50,025 кг, а запаздывание измерения добавляет разброс ±0,025 кг. Если всю дозу набирать грубой подачей 5 кг/с с тем же упреждением, долетит 5 × 0,55 = 2,75 кг и перевес составит 2,5 кг.

Как подобрать упреждение

Стартовое значение упреждения считают по формуле: P ≈ Q_точн × t_полёта. Здесь Q_точн — расход точной подачи, t_полёта — время от команды «стоп» до прихода последней частицы (путь падения плюс время закрытия заслонки). Затем упреждение уточняют по серии пробных доз: среднюю ошибку прибавляют к упреждению. Перевес означает, что упреждение надо увеличить, недовес — уменьшить. Если дозы скачут, поправку вносят наполовину и проверяют новую серию, чтобы не «раскачать» настройку.

В некоторых контроллерах есть автоматическая коррекция упреждения: прибор сам сдвигает его по результатам доз. В ГОСТ 8.610 такое устройство называется корректирующим. Есть ли автокоррекция у XK3190-C8+ и XK3192-C8+ и как она включается, в паспорте и карточках не сказано — уточните у менеджера Sierra.

Допуск дозы и цена деления

Допуск — это пределы, внутри которых доза считается годной. Контроллер с пределами (у XK3190-C8+ по паспорту есть сигнализация нижнего и верхнего предела) после успокоения сравнивает вес с ними и может подать сигнал. Чтобы такое сравнение имело смысл, цена деления весов должна быть заметно мельче допуска: если допуск ±0,1 кг, а деление 0,1 кг, прибор не отличит годную дозу от брака на границе.

Метрологические требования к автоматическим дозаторам (допускаемые отклонения доз, испытания) установлены ГОСТ 8.610–2012. Если дозатор участвует в коммерческом учёте, порядок поверки описан в статье «Поверка весов».

Скорость измерения и фильтр

Контроллер видит вес не непрерывно, а отдельными измерениями. Пока он ждёт следующее, материал продолжает поступать. При 10 измерениях в секунду и точной подаче 0,5 кг/с между двумя отсчётами прибывает 50 г, при 80 измерениях — около 6 г. Эта величина почти целиком уходит в разброс доз, потому что момент отсечки «гуляет» в пределах одного периода измерения.

Цифровой фильтр сглаживает показания, усредняя несколько измерений, и этим добавляет запаздывание. Сильный фильтр хорош для статического взвешивания, но на дозаторе он увеличивает перевес. Поэтому на этапе точной подачи фильтр делают слабее или устраняют сами колебания: вибрацию, удары струи, раскачку бункера.

Суммирующее и вычитающее дозирование

XK3190-C8+ по паспорту умеет оба режима. В ГОСТ 8.610 они различаются так:

• Суммирующее (набор в весовую ёмкость). Материал подаётся в пустой весовой бункер, контроллер набирает дозу по прибавке веса, затем бункер разгружается. Перед каждой дозой ноль или тара. Так работают фасовочные весы и дозаторы компонентов.
• Вычитающее (отгрузка из весового бункера). Взвешивается расходный бункер с запасом материала, доза отмеряется по убыли веса: «доза определяется регулированием выходной порции из весового бункера». Удобно для липких материалов и дозирования в непрерывный процесс: весовой бункер не надо каждый раз опустошать, но его периодически дозаправляют.

Как правильно поставить весовой бункер на датчики, чтобы трубы и рукава не «взвешивались» вместе с ним, рассказано в статье «Взвешивание бункеров и ёмкостей».

Время цикла и производительность

Производительность дискретного дозатора — это доза, делённая на время цикла. Цикл складывается из грубой подачи, точной подачи, полёта, успокоения весов, разгрузки и паузы. Самая дорогая часть обычно точная подача: увеличив точную дозу вдвое, вы заметно удлините цикл. Поэтому точную дозу берут минимальной, при которой грубая подача успевает остановиться и не «перелетает» в зону точной.

Выходы реле и управляющие входы

По паспорту у XK3190-C8+ 3 управляющих входа и 3 управляемых выхода. Ёмкость реле — AC 220 В; 0,5 А, внешний вход — переключающий контакт. Этих 0,5 А хватает на катушку пускателя, промежуточного реле или пневмораспределителя, но не на двигатель шнека, вибратор или ТЭН. Силовую нагрузку всегда включают через пускатель или промежуточное реле, а контроллер управляет только их катушкой.

• Катушки переменного тока в момент включения потребляют в несколько раз больше, чем при удержании: сверяйте с 0,5 А пусковую мощность катушки (ВА при включении) из её паспорта.
• Индуктивная нагрузка при размыкании даёт выброс напряжения, который выжигает контакты. На катушки постоянного тока ставят диод, на катушки переменного — RC-цепочку или варистор, по рекомендации производителя катушки.
• Постоянный ток. Для DC паспорт ёмкость контакта не указывает. Можно ли коммутировать 24 В DC напрямую, уточните у менеджера Sierra.
• Входы — «сухие» контакты: кнопки «Пуск» и «Стоп», датчик закрытого затвора, сигнал «тара на месте». Назначение каждого входа задаётся в руководстве к прибору.

Подключение клапанов, пускателей и затвора

Ниже пример типовой схемы: три выхода контроллера включают катушки. Выход 1 — пускатель KM1 двигателя шнека грубой подачи, выход 2 — промежуточное реле KV2 питателя точной подачи, выход 3 — пневмоклапан Y3 затвора разгрузки. Нажмите на элемент, и он подсветится на схеме. Номера клемм на корпусе и назначение выходов возьмите из руководства к своему прибору, на схеме их нет.

Подключение тензодатчиков и сигнал на входе

Весовой бункер дозатора обычно стоит на трёх-четырёх датчиках: балочных, S-образных на подвесе, мембранных или сильфонных для малых доз. Датчики сводят в сумматор и подключают к контроллеру одним кабелем. XK3190-C8+ по паспорту подключает датчики по 6-проводной схеме с компенсацией длинных проводов. У 4-проводных датчиков линии обратной связи (SEN±) соединяют с питанием (EXC±) на клеммах. Схемы — в статье «Как подключить тензодатчик».

Обратите внимание: тара бункера «съедает» часть диапазона датчиков и входа, а доза использует только остаток. Поэтому номинал датчиков подбирают по массе бункера с дозой и запасом на удар струи, а не «с большим запасом на всякий случай». Как выбрать датчики под бункер, разобрано в статьях «Взвешивание бункеров» и «Как выбрать тензодатчик».

Связь с ПЛК и ПК

Контроллер дозатора часто работает рядом с ПЛК линии: ПЛК задаёт рецепт и получает вес и итоги, а контроллер ведёт быструю отсечку. По паспорту у XK3190-C8+ для этого есть:

• Последовательный порт RS-232 или RS-422/485 (по выбору), режим непрерывной отсылки или командный, скорость 1200–9600 бод. Через этот же порт подключают принтер. Формат посылки и набор команд в паспорте не приведены, а поддержка Modbus не заявлена — уточните у менеджера Sierra.
• Аналоговый выход 0–20 мА / 4–20 мА или 0–5 В / 0–10 В, настраиваемый: вес передаётся на аналоговый вход ПЛК.
• Выход на табло (последовательный, токовая петля 20 мА) для выносного табло в цехе.

У XK3192-C8+ в описании карточки указаны интерфейсы RS-232 и RS-485.

Когда дисплей у дозатора не нужен и всю логику ведёт ПЛК, вместо контроллера ставят весовой АЦП с Modbus или нормирующий усилитель 4–20 мА. Как выбрать между ними и как масштабировать сигнал в ПЛК, разобрано в статье «Весовой АЦП и усилитель 4–20 мА». Учтите, что скорость отсечки в этой схеме ограничена циклом ПЛК и опросом по сети.

Пусконаладка дозатора по шагам

Порядок ниже общий для весовых контроллеров. Конкретные пункты меню, коды параметров и последовательность клавиш XK3190-C8+ и XK3192-C8+ возьмите из руководства, которое прилагается к прибору. Если руководства нет, запросите его у менеджера Sierra.

1. Механика и датчики. Весовой бункер или ёмкость висит только на датчиках: гибкие вставки на входе и выходе, без жёстких труб. Датчики соединены в сумматоре и подключены к контроллеру. У XK3190-C8+ вход по паспорту 6-проводный (с компенсацией длинных проводов): у 4-проводного кабеля SEN± соединяют с EXC± на клеммах.
2. Калибровка весов. Ноль на пустом бункере, затем эталонный груз — как в любых весах. Меню, коды параметров и порядок клавиш берите из руководства к вашему прибору; если его нет — уточните у менеджера Sierra.
3. Цена деления и фильтр. Цена деления — не крупнее допуска дозы (лучше в 5–10 раз мельче). Сильный фильтр успокаивает индикацию, но запаздывает: дозатор «увидит» вес позже, и перевес вырастет.
4. Входы и выходы. Выясните по руководству, какой выход прибора отвечает за грубую подачу, точную подачу и разгрузку, а какие входы — «Пуск» и «Стоп». Проверьте каждое реле в ручном режиме при выключенном питании силовых цепей.
5. Уставки. Задайте массу дозы, точную дозу (за сколько килограммов до цели переходить на точную подачу), упреждение и допуск. Стартовое упреждение возьмите из калькулятора ниже: расход точной подачи × время «материала в полёте».
6. Пробные дозы. Запустите 3–5 доз, затем серию из 10 и проверьте каждую на контрольных весах. Средняя ошибка — повод поправить упреждение, большой разброс — повод разбираться с подачей, фильтром и механикой.
7. Связь с верхним уровнем. Настройте RS-232 или RS-422/485 (скорость 1200–9600 бод по паспорту XK3190-C8+) или аналоговый выход 0/4–20 мА; проверьте в ПЛК вес в двух точках шкалы.
8. Сохраните параметры. Перепишите все уставки и параметры в журнал пусконаладки. По паспорту XK3190-C8+ при замене прибора новая калибровка не нужна — достаточно установить те же параметры.

Тренажёр: найдите причину по симптомам

Шесть ситуаций, которые встречаются при запуске дозаторов. Выберите причину, после ответа появится объяснение.

Чек-лист пусконаладки

Проверьте себя

Частые вопросы

Словарь

Весовой контроллер

Весовой прибор с дисплеем и управляющими входами и выходами, который по весу управляет процессом: дозированием, фасовкой, сортировкой.

Весовой дозатор дискретного действия

Прибор, который разделяет поток материала на дозы заданной массы автоматическим взвешиванием (ГОСТ 8.610–2012).

Грубая подача

Быстрая подача, которой набирают основную массу дозы.

Точная подача

Медленная подача последних килограммов перед отсечкой.

Точная доза

Масса до цели, при которой контроллер отключает грубую подачу и остаётся на точной.

Упреждение

Поправка на материал в полёте: точную подачу выключают при весе «цель минус упреждение».

Материал в полёте

Материал, который поступит в бункер после команды «стоп».

Допуск

Пределы отклонения дозы от цели, внутри которых доза считается годной.

Суммирующее дозирование

Доза набирается по прибавке веса в весовой ёмкости.

Вычитающее дозирование

Доза отмеряется по убыли веса весового бункера с запасом материала.

Корректирующее устройство

Функция, которая автоматически подстраивает настройку дозирования по результатам доз (ГОСТ 8.610–2012).

Сухой контакт

Вход, который замыкают кнопкой или контактом реле без внешнего напряжения.

РКП

Рабочий коэффициент передачи датчика — сигнал при номинальной нагрузке, мВ на 1 В питания.

Источники

• Паспорт весового контроллера XK3190-C8+ (PDF в карточке каталога sierra.market): функции, входы и выходы, реле, датчики, интерфейсы, питание, размеры.
• Карточки каталога sierra.market «Весовой контроллер XK3190-C8+» и «Весовой контроллер XK3192-C8+» — описание, характеристики, цены (октябрь 2026).
• ГОСТ 8.610–2012 (OIML R 61-1:2004) «ГСИ. Дозаторы весовые автоматические дискретного действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Методы испытаний» — термины: питатель, устройство, прерывающее подачу, корректирующее устройство, вычитающий дозатор, цикл взвешивания.
• Модели симулятора, упреждения, производительности — инженерная оценка с постоянными расходами (справочно).

Читайте также