Guide de dépannage du pesage continu / dosage

1. Introduction : utilisation et importance du pesage continu dans l’industrie

Le pesage continu est l’une des opérations les plus importantes dans les industries de traitement de solides en vrac secs. Les systèmes de pesage continu sont équipés d’une boucle de contrôle qui permet d’ajuster la vitesse de l’ équipement de dosage de sorte que le débit massique (kg/h) soit constant. Une telle opération est souvent réalisée par des alimentateurs à perte de poids. Certaines applications pour le dosage continu sont listées ci-dessous :

• Régulation du débit de solides en vrac vers un concasseur ou un broyeur
• Dosage précis à un équipement de mélange : les alimentateurs à perte de poids sont utilisés pour doser la matière à un mélangeur afin de produire un produit fini ; dans ce cas, plusieurs systèmes continus doivent être contrôlés en même temps et tous doivent fonctionner parfaitement.

Les alimentateurs continus sont des équipements complexes et très souvent les opérateurs de processus ne savent pas où commencer pour résoudre le problème d’un système de perte de poids peu précis start pour résoudre le problème d’un système de perte de poids peu précis. Si le système de pesage continu n’est pas précis (ce qui signifie, fluctue autour du point de consigne, ou manque simplement), le produit résultant peut être hors spécifications, ce qui entraîne des pertes pour l’entreprise.

Cette page propose d’étudier les causes racines communes des écarts de dosage continus, et propose des solutions pour avoir un meilleur contrôle de pesage.

Figure 1 : exemple de système de pesage continu, avec des alimentateurs à perte de poids dosant des solides en vrac à un mélangeur continu

2. Problèmes de variabilité de dosage

Comment résoudre les problèmes de stabilité de pesage ?

Un système de dosage continu reçoit un point de consigne, un débit massique de matière à doser, et doit le maintenir en permanence, dans certaines tolérances si le système dépasse ces tolérances, des défauts de qualité peuvent survenir : dosage incorrect d'un débit pour effectuer un bilan massique, proportions de mélange incorrectes.... Une telle variabilité peut être détectée en étudiant les tendances de pesage, ou la commande d'entraînement de l'alimentateur. Si la perte de poids n'est pas linéaire, ou si la commande d'entraînement change sur une grande variation, cela peut indiquer que le dosage n'est pas bien contrôlé. Cependant, il peut ne pas être très évident que le pesage n'est pas stable, ainsi un test de fonctionnement du système de dosage, où le poids réel dosé par l'alimentateur est vérifié par une balance indépendante, est généralement nécessaire pour déterminer l'étendue de la variabilité du dosage.

Un test de chaque alimentateur peut être très fastidieux, ainsi il est important pour les opérateurs d'usine d'être en mesure de prévenir et de détecter rapidement que le pesage continu est hors tolérances. Les actions suivantes peuvent être prévues :

Une prévention : l'équipement sur les cellules de charge (typiquement un silo, ou une bande de pesage) doit être vérifié régulièrement à l'aide de poids étalonnés. Par exemple, au début de chaque poste, l'opérateur place une masse définie sur le silo, seulement si l'indication des cellules de charge est correcte, le processus peut commencer.

• Lorsqu'il est confirmé que le système n'est pas précis, les éléments suivants peuvent être vérifiés : Commencer par vérifier les cellules de charge avec des poids étalonnés, en particulier si cela n'a pas été fait depuis longtemps Vérifier toutes les connexions flexibles : sur les tuyaux de processus mais également les câbles électriques et pneumatiques pour s'assurer qu'ils ne poussent ou ne tirent pas sur le silo de pesage

Vérifier le support des alimentateurs et s'assurer qu'aucune vibration externe n'est transmise à l'alimentateur

• Vérifier les filtres : un problème de pression peut influencer le poids mais également perturber l'écoulement des matières
• Dans le cas d'un alimentateur à perte de poids utilisant un
• convoyeur à vis
• comme équipement de dosage, s'assurer que la sortie est connectée à un compensateur de pression pour éviter que la pression en amont du processus en aval n'influence le système de pesage. Pour les petits alimentateurs continus, vérifier que l'équipement n'est pas soumis à des courants d'air qui pourraient pousser sur le silo et modifier la lecture du poids Vérifier que les paramètres de dosage n'ont pas été modifiés - les systèmes de dosage continus ont des algorithmes de contrôle très sophistiqués, si le réglage n'est pas correct, cela peut les rendre trop lents ou trop rapides pour corriger une déviation par rapport au point de consigne
• Vérifier que la matière s'écoule librement vers l'équipement de dosage
• Lorsque le système est confirmé comme non précis, les éléments suivants peuvent être vérifiés : vérifier les cellules de charge, les connexions flexibles, le support des alimentateurs, les filtres, les convoyeurs à vis, les petits alimentateurs continus, les paramètres de dosage et le débit de matière.
• Vérifier que le matériau
• s'écoule librement vers l'équipement de dosage pour assurer un dosage précis
• Une alimentation à perte de poids équipée d'un bac sur cellules de charge doit être réapprovisionnée de temps en temps : pendant le réapprovisionnement, la perte de poids due à l'alimentation ne peut pas être mesurée car le poids entrant dépasse le poids sortant, ce qui amène l'alimentation à geler sa commande pendant le réapprovisionnement : si le réapprovisionnement est trop long, ou si les réapprovisionnements sont trop fréquents, cela entraînera une inexactitude de dosage. Assurez-vous que de tels réapprovisionnements soient aussi rapides que possible et aussi peu fréquents que possible.
• Vérifiez l'adéquation de la conception de l'équipement de dosage

3. Erreur de réglage de dosage continu

Comment résoudre les problèmes de capacité de dosage ?

En plus d'avoir trop de variations pendant le dosage continu, un autre problème courant pour les alimentations est de simplement manquer la cible de débit massique : par exemple, le processus en aval nécessite une alimentation de 1000 kg/h, mais l'opérateur se rend compte que l'alimentation, même à 100%, ne livre que 800-900 kg/h. Ce type de problème est en fait généralement couplé avec une forte variabilité de dosage.

Les causes racines courantes d'un système de pesage continu qui manque sa cible sont :

• Équipement de dosage sous-dimensionné : parfois, les opérateurs d'usine demandent simplement trop à leur système de dosage. Par exemple, après un changement de processus (débottlenecking), un changement de matériau (densité apparente plus faible) ou lorsqu'ils tentent d'accélérer la ligne pour compenser un problème précédent (temps perdu). Les opérateurs devraient avoir une référence de capacité pour chacun de leurs alimentations et ne pas considérer qu'il peut fonctionner de manière cohérente à 100% de la vitesse (commande d'entraînement) ; la capacité à laquelle l'alimentation est exploitée devrait être dans les 75-80% de la commande d'entraînement maximale.
• Mauvais écoulement des matériaux. La vitesse de dosage sera rapide si l'instrument de dosage, par exemple un convoyeur à vis, peut être rempli de matériaux. Vérifiez que l' écoulement des solides dans le bac d'alimentation est bon, si nécessaire, réinitialisez ou ajoutez les aides de décharge.

Lorsqu'il est confirmé que le système n'est pas en mesure de maintenir son point de consigne, les éléments suivants peuvent être vérifiés :

• Si l'alimentation est équipée d' un convoyeur à vis, il peut être possible de le remplacer par un convoyeur à vis de pas différent ou de diamètre plus grand
• Si le problème est un problème d'alimentation de l'équipement de dosage en raison d'un mauvais écoulement du produit, alors la conception du bac peut être modifiée, en implémentant un malaxeur ou un équipement de fluidisation.