Wägezellen sind grundlegende Komponenten industrieller Wiegesysteme. Sie ermöglichen es, das Gewicht eines Materials präzise zu bestimmen und die in Silos, Behältern oder Aufgabebunkern enthaltene Menge zuverlässig zu überwachen.
Bei Anlagen zur Lagerung und Förderung von Schüttgütern liefern Wägezellen wichtige Informationen für die Bestandsverwaltung, die Dosierung und die Automatisierung der Produktionsprozesse.
Was sind Wägezellen?
Eine Wägezelle ist ein Sensor, der eine mechanische Kraft – in diesem Fall das Gewicht des Materials – in ein messbares elektrisches Signal umwandelt.
Wenn eine Last auf die Wägezelle einwirkt, verformt sich ihr elastischer Körper minimal. Dehnungsmessstreifen erfassen diese Veränderung und erzeugen ein elektrisches Signal, das von einem Wägeterminal oder einer Anlagensteuerung verarbeitet wird.
Auf diese Weise kann das System das Gewicht des Behälters und des darin gelagerten Materials präzise berechnen.
Wofür werden Wägezellen eingesetzt?
Wägezellen werden verwendet, um das Gewicht von Rohstoffen, Pulvern, Granulaten und anderen Schüttgütern während der Lagerung oder Verarbeitung zu messen.
Zu ihren wichtigsten Aufgaben gehören:
- Überwachung der in einem Silo oder Behälter enthaltenen Materialmenge;
- Kontrolle der Befüllungs- und Entleerungsvorgänge;
- präzise Dosierung der Rohstoffe;
- Verwaltung der Lagerbestände;
- Erkennung von Materialmangel oder Überlastung;
- Übertragung der Gewichtsdaten an SPS- und Automatisierungssysteme;
- Optimierung industrieller Produktionsprozesse.
Im Gegensatz zu einer einfachen Füllstandsanzeige messen Wägezellen das tatsächliche Gewicht des Materials. Das Ergebnis wird daher weniger stark von der Form der Materialoberfläche oder von Hohlräumen im Behälter beeinflusst.
Wie funktionieren Wägezellen?
Die Funktionsweise einer Wägezelle basiert auf der Messung einer äußerst geringen mechanischen Verformung. Wird die Zelle belastet, verändert sich der elektrische Widerstand der auf ihrem Körper angebrachten Dehnungsmessstreifen.
Diese Veränderung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und anschließend durch eine elektronische Auswerteeinheit verarbeitet. Das Ergebnis kann als Gewichtswert angezeigt oder an das Steuerungssystem der Anlage übertragen werden.
In großen Silos werden normalerweise mehrere Wägezellen unter den Auflagepunkten der Konstruktion installiert. Das System addiert die von den einzelnen Sensoren erfassten Werte und berechnet daraus das Gesamtgewicht.
Wägezellen für Silos
Bei vertikalen Silos ermöglichen Wägezellen eine kontinuierliche Kontrolle der gelagerten Materialmenge. Sie können sowohl bei der Befüllung als auch bei der Entnahme eingesetzt werden und liefern Echtzeitdaten über den Anlagenbestand.
Ein Wiegesystem für Silos besteht üblicherweise aus:
- mehreren Wägezellen, die an den Auflagepunkten des Silos montiert sind;
- mechanischen Einbausätzen zur korrekten Übertragung der Last;
- einer Anschluss- oder Summierbox;
- einem Wägeterminal oder Gewichtsanzeiger;
- einer Verbindung zur SPS oder zum zentralen Steuerungssystem.
Diese Lösung kann je nach technischen Anforderungen in monolithische Silos, Teleskopsilos und Panelsilos integriert werden.
Wägezellen oder Füllstandsanzeigen: Was ist der Unterschied?
Wägezellen und Füllstandsanzeigen erfüllen unterschiedliche, aber ergänzende Aufgaben.
Eine Füllstandsanzeige erkennt, ob das Material eine bestimmte Höhe im Silo erreicht hat. Sie kann beispielsweise einen Mindest- oder Höchststand melden. Eine Wägezelle misst dagegen das Gewicht des gesamten Silos und ermöglicht die Berechnung der tatsächlich vorhandenen Materialmenge.
Die Verwiegung bietet insbesondere dann Vorteile, wenn:
- eine präzise Bestandskontrolle erforderlich ist;
- das Material keine gleichmäßige Oberfläche bildet;
- unterschiedliche Materialien im selben Behälter gelagert werden;
- die Schüttdichte variieren kann;
- Dosier- oder Chargenprozesse gesteuert werden müssen.
In komplexeren Anlagen können beide Technologien kombiniert werden: Die Wägezellen messen die Menge, während Füllstandssensoren zusätzliche Sicherheits- und Grenzsignale liefern.
Wägezellen für Aufgabebunker und Reihensilos
Wägezellen werden nicht nur bei hohen Silos eingesetzt. Sie können auch in Aufgabebunker, Dosierbehälter und Reihensilos integriert werden.
In diesen Anwendungen dienen sie dazu, die zugeführte oder entnommene Materialmenge zu kontrollieren. Die Gewichtsdaten können beispielsweise die Aktivierung eines Förderbandes, einer Schnecke, eines Ventils oder eines anderen Austragssystems steuern.
Dadurch lässt sich das Material gezielt an nachgeschaltete Produktionsphasen weitergeben und die Wiederholbarkeit einzelner Chargen verbessern.
Welche Vorteile bietet die Verwiegung von Silos?
Kontinuierliche Mengenkontrolle
Das Bedienpersonal kann jederzeit feststellen, wie viel Material sich im Silo befindet, ohne eine manuelle Kontrolle durchführen zu müssen.
Effizientere Bestandsverwaltung
Die verfügbaren Gewichtsdaten erleichtern die Planung von Nachbestellungen und helfen, unerwartete Produktionsunterbrechungen aufgrund fehlender Rohstoffe zu vermeiden.
Präzisere Dosierung
Wägezellen ermöglichen es, definierte Materialmengen zuzuführen oder zu entnehmen. Dies ist besonders bei Rezepturen, Mischprozessen und Chargenproduktionen von Bedeutung.
Integration in automatisierte Anlagen
Die Messwerte können an SPS, Bedienfelder oder übergeordnete Verwaltungssysteme übertragen werden. Auf diese Weise lassen sich Befüllung, Dosierung und Entleerung automatisch steuern.
Einsatz mit unterschiedlichen Materialien
Die Messung basiert auf dem Gewicht und nicht auf dem Volumen. Daher können Wägezellen für Zement, Kalk, Flugasche, Zuschlagstoffe, Granulate, Pellets und zahlreiche weitere Schüttgüter eingesetzt werden.
Welche Faktoren beeinflussen die Wiegegenauigkeit?
Die Genauigkeit eines Wiegesystems hängt nicht nur von der Qualität der Sensoren ab. Auch die Planung und Montage der gesamten Anlage spielen eine entscheidende Rolle.
Zu den wichtigsten Einflussfaktoren gehören:
- korrekte Dimensionierung der Wägezellen;
- gleichmäßige Verteilung der Last;
- mechanische Spannungen in Rohrleitungen und Verbindungen;
- Vibrationen durch Maschinen oder Austragssysteme;
- Windlasten bei Außeninstallationen;
- Temperaturschwankungen;
- Materialanhaftungen an den Innenwänden;
- korrekte Kalibrierung des Systems.
Starre Rohrverbindungen können beispielsweise einen Teil der Last aufnehmen und dadurch das Messergebnis verfälschen. Aus diesem Grund müssen alle Verbindungen zum gewogenen Behälter sorgfältig geplant werden.
Wie wählt man Wägezellen für ein Silo aus?
Für die Auswahl eines geeigneten Wiegesystems müssen sowohl das Eigengewicht des Silos als auch das maximale Gewicht des gelagerten Materials berücksichtigt werden.
Zu bewerten sind insbesondere:
- Gesamtkapazität des Silos oder Aufgabebunkers;
- Anzahl und Anordnung der Auflagepunkte;
- maximal mögliche Belastung;
- Sicherheitsreserven;
- Eigenschaften des gelagerten Materials;
- gewünschte Messgenauigkeit;
- Umgebungs- und Betriebsbedingungen;
- Art der Steuerung und Datenübertragung.
Die Nennlast einer einzelnen Wägezelle darf nicht einfach durch die gleichmäßige Aufteilung des Gesamtgewichts berechnet werden. Mögliche Lastunterschiede, dynamische Beanspruchungen und äußere Kräfte müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Wie werden Wägezellen in eine Poggi-Anlage integriert?
Poggi entwickelt Silos, Aufgabebunker und Systeme für die Lagerung und Förderung von Schüttgütern. Je nach Anwendung kann die Anlage für die Integration von Wägezellen und elektronischen Kontrollsystemen ausgelegt werden.
Die Gewichtsmessung kann mit Befüll-, Austrags- und Fördereinrichtungen verbunden werden. Dadurch entsteht ein koordiniertes System, das den Materialfluss überwacht und die einzelnen Prozessphasen zuverlässig steuert.
Auch bei Anwendungen mit Misch- und Dosierprozessen, beispielsweise mit einem Pulvermischer, tragen präzise Gewichtsdaten zu reproduzierbaren Rezepturen und einer konstanten Produktqualität bei.
Fazit
Wägezellen dienen dazu, eine mechanische Last in ein messbares Signal umzuwandeln. In Silos, Aufgabebunkern und industriellen Behältern ermöglichen sie die präzise Kontrolle der gelagerten Materialmenge.
Ihre Integration verbessert die Bestandsverwaltung, die Dosiergenauigkeit und die Automatisierung der Anlage. Voraussetzung für zuverlässige Ergebnisse sind eine korrekte Dimensionierung, eine fachgerechte Montage und eine auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Kalibrierung.
Für die Planung eines Silos oder eines Systems mit integrierter Verwiegung können Sie sich über die Seite Kontakte direkt an Poggi S.p.A. wenden.
Häufig gestellte Fragen zu Wägezellen
Was misst eine Wägezelle?
Eine Wägezelle misst die auf sie einwirkende Kraft und wandelt sie in ein elektrisches Signal um. In einem Silo wird dieses Signal zur Berechnung des Gesamtgewichts verwendet.
Wie viele Wägezellen werden für ein Silo benötigt?
Die Anzahl hängt von der Konstruktion und den Auflagepunkten des Silos ab. Häufig wird unter jedem Auflagepunkt eine Wägezelle installiert, damit die gesamte Last korrekt erfasst werden kann.
Können Wägezellen den Füllstand eines Silos messen?
Wägezellen messen direkt das Gewicht, nicht die Höhe des Materials. Ist die Schüttdichte bekannt, kann aus dem Gewicht jedoch die ungefähre Füllmenge oder der Füllgrad berechnet werden.
Sind Wägezellen für Zementsilos geeignet?
Ja. Sie werden häufig zur Verwiegung von Zement, Kalk, Flugasche, Fertigmischungen und anderen pulverförmigen oder granulierten Materialien eingesetzt.
Können Wägezellen an einer automatisierten Anlage angeschlossen werden?
Ja. Die Messsignale können an SPS, Wägeterminals und betriebliche Steuerungssysteme übertragen werden, um Befüllung, Dosierung und Entleerung automatisch zu verwalten.
