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關于電子皮帶秤實際應用的管理探討 |
發布日期：
2013-2-4
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摘要：電子皮帶秤是一種成熟的先進的自動測量設備，被廣泛應用于電力、冶金、化工、水泥、糧食、藥業等的原料輸送、配加等工業領域，本文通過對電子皮帶秤的結構性能、工作原理、選購、安裝調試、日常維護保養、日常管理等方面進行比較全面、詳細的闡述，旨在提高電子皮帶秤使用、管理的水平，使其準確地、低成本運行，為各個領域創造更好的效益。
關鍵詞：電子皮帶秤 應用管理 探討
1.概述
電子皮帶秤是皮帶輸送機輸送固體散狀物料過程中對物料進行連續自動稱重的一種測量設備，它可以連續地測量通過皮帶輸送機上物料的瞬時流量和累計流量。在冶金行業生產系統中進行分廠之間物料計量、生產過程中的配料控制大量用到電子皮帶秤。本文從電子皮帶秤的工作原理、對物料的流量計量、電子皮帶秤的零點標定、實物標定三方面進行介紹。
2.電子皮帶秤的結構、性能和工作原理
2.1電子皮帶秤的基本組成、結構和性能特點
電子皮帶秤主要由稱重傳感器、速度傳感器、秤架、顯示控制器四部分組成，秤架是將皮帶上物料的重量按照特定的比例垂直地傳遞給稱重傳感器的荷重承載和傳遞裝置，主要由電機、皮帶頭尾輪、皮帶托輥、運輸皮帶、輔助刮料等組成，是物料稱量過程中的第一個環節，雖然看上去結構簡單，但它是電子皮帶秤的重要基礎部分，其設計強度和使用材料的合理性、加工精度，直接決定整臺設備精度水平，并對于測量過程中的穩定性至關重要。例如秤架的剛度要求，在額定載荷下秤架的撓度小于設定值，并有一定裕量；托輥上所用軸承質量在額定載荷下長期穩定性也直接影響電子皮帶秤可靠運行，顯示控制器是保證電子皮帶秤正常工作的核心部件，將采集到的重量信號和速度信號進行積分運算產生瞬時流量，并與設定流量值比較后根據差值調整PID輸出，通過調節變頻器的頻率輸出控制電機轉速，達到調節流量的目的，相當于整個皮帶秤的“大腦”部位，其電子元件的運算速度和精度、熱穩定性、防電磁干擾、防塵防震性能
2.2電子皮帶秤工作原理
當皮帶輸送物料時，稱量段上的物料重量通過皮帶秤的專用框架作用于稱重傳感器，稱重傳感器將重量轉換成電壓（mV級）信號送入顯示控制器，然后經過放大、濾波、A/D轉換成數字信號。裝在皮帶秤上的測速傳感器總成（始終保持與皮帶良好的緊密接觸以保證）把皮帶運行的速度信號轉換成脈沖信號，送入稱重顯示控制器（有些皮帶秤的速度傳感器裝在尾輪上，這樣如果皮帶出現打滑，就會傳出失真信號，這種方式不可取），經過一系列運算轉換成數字信號。稱重顯示控制器根據輸入的信號進行運算，從而計算出物料的瞬時流量和累計質量值，并將信號送至PLC控制系統中顯示。同時，稱重顯示控制器接收PLC控制系統送來的設定流量信號，控制電機的速度實現物料流量的穩定控制。
3.物料的流量計算
根據電子皮帶秤的工作原理可知，物料的瞬時流量計算公式：F=kvQ
其中，F為流量，kg/s；K稱量系數；v為皮帶速度，m/s；Q為稱量段載荷，kg/m。k通過實物標定獲得，v、Q可通過處理現場傳送過來的信號得到。
皮帶速度可通過使用測速傳感器測得，也可以根據電子皮帶秤的技術參數理論計算出。
稱量段載荷計算公式：
Q=2（M1-M0）/L
其中，M1是現場荷重傳感器傳送過來的實時荷重信號，M0是電子皮帶秤的零點標定獲得，L是電子皮帶秤的有效稱量段的長度。
綜上所述，物料瞬時流量的計算公式：
F=2kv（M1-M0）/L
物料總的流量計算可通過對物料瞬時流量進行積分運算得到。
4. 電子皮帶秤的零點標定
電子皮帶秤的稱重傳感器所測量的物質包括物料的重量和皮帶的重量兩部分，電子皮帶秤的零點標定其實就是確定皮帶自身的重量。在實際使用中，電子皮帶秤的皮帶的重量是不斷變化的，我們使用的是求皮帶重量的平均數。
零點標定時，要注意觀察電子皮帶秤的荷重信號的變化。一般情況下，我們要求皮重值穩定在某一個較小的范圍內（大約10個碼值）。如果超過這個范圍，就要求相關人員去現場檢查電子皮帶秤是否運行正常。
第一次零點標定前，應給電子皮帶秤足夠的運行時間，讓設備機械部分的各個部件充分磨合。在電子皮帶秤運行穩定后，再進行零點標定。在確定皮重后，從理論上而言電子皮帶空載運行，物料累計總量應該等于零；如果是相差較大，可繼續修改皮重值，直至達到規范要求標準。確定皮重后，如果皮重值超過稱重傳感器量程的30%，就應該去現場檢查電子皮帶秤是否出現異常（比如：皮帶是否會摩擦到秤架、皮帶是否有嚴重的粘料、速度傳感器總成是否和皮帶始終良好接觸、稱重傳感器的專用框架是否有異物阻卡、各類傳感器是否完好等等）；如果無異常，我們就要考慮稱重傳感器的選型是否合適，可考慮選擇更大量程范圍的稱重傳感器。
5. 電子皮帶秤的實物標定
電子皮帶秤的實物標定實質就是用已知質量的實物復現電子皮帶秤實際工作的過程，過程復現的越真實，標定的效果就越準確，用在額定流量下10分鐘的總質量的實物較好，實物標定優點是標定準確，但是費時費力。
電子皮帶秤的零點標定完成后，我們會發現有時顯示控制器計算出來的物料瞬時流量值、物料的累計總量，與實際值相差較大。此時我們可通過實物標定修改電子皮帶秤的稱重系數，從而減少這種誤差。稱重系數的計算公式：
K=（k0×M）/MO
其中，k表示新的稱重系數；k0表示舊的稱重系數；M0表示稱重顯示控制器計算出來的物料累計總量值；M表示實際的物料重量。
標定時，先將物料在靜態稱重裝置進行稱量，可獲得實際的物料重量。電子皮帶秤第一次標定稱量系數時，可考慮首先使用砝碼標定。砝碼標定的稱量系數具有一定的參考作用（可以避免無謂的工作，節省人力物力），但與實物標定最后所得的稱量系數仍有較大的差距，而且每臺秤的差距都不一樣。因此，要使電子皮帶秤的使用達到較好的效果，就一定要進行多次反復的實物標定。
電子皮帶秤的第一次實物標定稱量系數，一般需要五六次才能完成。待稱重顯示控制器稱量的數據與實際數據值相符，也需要反復標定幾次。電子皮帶秤的標定工作并不是一勞永逸。在的生產中，我們會對秤體進行改造，或者更換新的皮帶，或者遇到其它的一些非正常情況，遇到這些情況就要重新標定皮重和稱量系數。如果經過多次實物標定，稱重顯示控制器計算出來的物料瞬時流量值、物料的累計總量，與實際值相差仍較大時，建議更換電子皮帶秤。
6.電子皮帶秤選型、安裝、調試的注意事項
6.1要根據皮帶秤的稱量介質、工作環境（溫度、濕度、粉塵濃度、環境有害因素）、皮帶寬度、皮帶速度、皮帶槽形角及皮帶傾角等工藝參數，選擇和設計能夠合適其工作環境和稱重要求的的秤體；
6.2考慮滿足生產工藝的精度要求、稱量范圍，同時還應該盡可能的考慮通訊功能等需求；
6.3安裝調試要特別注意選擇好電子皮帶秤架安裝位置，盡可能的選擇在主皮帶機比較平直的區段，最起碼要在主皮帶機運行平穩、物料流量相對比較穩定的區段；
6.4使用過程中需定期進行零點標定、實物標定，堅持每班有人認真做好維護保養等。正常的情況下，電子皮帶秤使用一段時間后，需重新標定皮重和稱量系數，最少一個月標定一次；
6.5、需要強調的是，對每臺電子皮帶秤從設備的采購、安裝、調試、運行期間的日常維護、定期校驗、檢修更換的零配件等等，都要建立專門的檔案進行管理。
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