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電子皮帶秤產(chǎn)品作為一個(gè)工業(yè)現(xiàn)場常用的計(jì)量產(chǎn)品，用戶群體龐大，焦化、水泥、電廠、礦山、冶煉、化工等行業(yè)都有很大的用量。市場前景廣闊，它安裝在輸送機(jī)皮帶下方，對輸送機(jī)皮帶上的散狀物自動(dòng)進(jìn)行稱量。
1 系統(tǒng)組成
電子皮帶秤稱重系統(tǒng)主要包含：1）稱重傳感器的秤架；2）測速傳感器；3）具有算法軟件計(jì)算機(jī)；4）稱重放大變送器組成。
其中秤架一般由稱重托輥、支撐臂、稱重臂、橫梁、稱重傳感器組成，支撐臂的一端鉸接在輸送機(jī)的機(jī)架上，成為支點(diǎn)，另一端與稱重臂的一端垂直固定連接，稱重臂的另一端與稱重傳感器一端垂直懸掛連接，稱重傳感器的另一端懸掛在橫梁上，橫梁固定在輸送機(jī)的機(jī)架上，稱重托輥垂直懸掛連接，稱重傳感器的另一端掛在橫梁上，橫梁固定在輸送機(jī)的機(jī)架上，稱重托輥垂直固定在稱重臂的中部，直接接觸運(yùn)輸皮帶，物料的重量通過稱重臂傳遞到傳感器。秤架的作用時(shí)是通過稱重傳感器采集重量信號。
 目前各生產(chǎn)廠家的電子皮帶秤的放大器大部分是將壓力傳感器的0-20mv 信號經(jīng)放大后再傳送到計(jì)量儀表中，這其中有的是將放大器與儀表做成一體，有的是將放大器與儀表分為兩個(gè)部分。前一種方式?jīng)Q定了儀表只能放在現(xiàn)場，因?yàn)?-20mv 信號太弱，無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。后一種方式儀表可以不放在現(xiàn)場，但距離不能太遠(yuǎn)，因?yàn)槿绻嚯x遠(yuǎn)，電壓傳輸過程中一方面會(huì)衰減，另一方面在復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境中電壓信號易受干擾。有的生產(chǎn)廠家采用西門子稱重模塊，此方式的缺點(diǎn)：一是，稱重模塊較貴；二是，稱重模塊是以通信方式將壓力信號傳送到儀表中，這也決定了稱重模塊與儀表之間的距離不能遠(yuǎn)，因?yàn)樵诠I(yè)現(xiàn)場中通信是最不可靠的。
在各個(gè)應(yīng)用電子皮帶秤的現(xiàn)場中，幾乎見不到工控機(jī)直接采集多個(gè)電子皮帶秤放大器信號，從而在工控機(jī)上直接進(jìn)行計(jì)量控制的場景，基本上都是計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場的儀表進(jìn)行通信，從而使控制室的人員能夠觀察到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)。其原因一是因?yàn)殡娮悠С討?yīng)用較早，當(dāng)時(shí)沒有工控機(jī)，生產(chǎn)廠家便形成了固有的只靠儀表來采樣計(jì)算的模式。但最根本的原因還是因?yàn)橥ǔ？刂剖译x現(xiàn)場都較遠(yuǎn)，電壓信號不適于遠(yuǎn)程傳輸。
2 電子皮帶秤原理及設(shè)計(jì)
皮帶上運(yùn)動(dòng)物料的重量， 通過稱重傳感器的重力測量，轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號。皮帶運(yùn)行速度通過速度傳感器進(jìn)行跟蹤測量，并輸出對應(yīng)的電脈沖信號。二次儀表部分對上述兩種采集的信息進(jìn)行運(yùn)算處理，從而顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)總量。
皮帶在勻速傳送物料的情況下， 在時(shí)間T 內(nèi)總輸送量為：
W=q.v.T 公式1
式中：q———單位長度皮帶上的物料重量（N.m）；
V———皮帶傳送速度（m/s）；
T———傳送時(shí)間（s）。
事實(shí)上，皮帶上的物料一般是不均勻的，皮帶的速度也是波動(dòng)的，因此T 時(shí)間內(nèi)的總輸送量，應(yīng)是瞬時(shí)輸送量對時(shí)間的積分值。物料按要求的配入量，經(jīng)配料盤或電動(dòng)機(jī)給到稱量皮帶機(jī)上，均勻鋪在其上的物料經(jīng)過稱量區(qū)時(shí)，由稱量托輥及稱框作用于稱重傳感器上。當(dāng)傳感器承受質(zhì)量時(shí)，由于彈性元件變形，使橋壁電阻失去平衡，橋路產(chǎn)生不平衡輸出正比質(zhì)量的毫伏信號， 經(jīng)毫伏變送器將信號放大并轉(zhuǎn)換成0-20mV的電流信號，再經(jīng)質(zhì)量顯示儀表及比例積分單元，分別指示出瞬時(shí)量和積累量。當(dāng)實(shí)際下料量與給定值（再經(jīng)電流表）發(fā)生偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器給出偏差電流信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電壓信號，自動(dòng)改變電磁調(diào)度異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變配料盤的工作轉(zhuǎn)速；或者改變電磁振動(dòng)器的工作電壓，進(jìn)而改變電磁振蕩器的振幅，使下料量調(diào)到給定值，實(shí)行閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)。為了能達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸，就需采用脈沖傳輸方式；為了保證計(jì)量精度，需提高頻率；為了保證0-20mv 信號放大后的穩(wěn)定性，放大倍數(shù)還不能大。為了提高采樣信號的穩(wěn)定性，軟件中每秒只采集五次信號值，將五次信號值求平均后再計(jì)算出相對應(yīng)的脈沖數(shù)。慣常的做法是根據(jù)脈沖數(shù)計(jì)算出相應(yīng)的
脈沖周期，在單片機(jī)定時(shí)器中斷內(nèi)發(fā)出脈沖信號，但多數(shù)情況下單片機(jī)定時(shí)器無法實(shí)現(xiàn)所要求的周期性中斷，因此在放大器的主程序中采用循環(huán)方式發(fā)出脈沖。放大器的CPU 與儀表的CPU 在時(shí)鐘上必然存在微小的差異，鑒于此，采集脈沖的方案為儀表每計(jì)時(shí)一秒便會(huì)發(fā)出一個(gè)持續(xù)10ms 的開關(guān)信號作為同步時(shí)鐘，放大器接收到此信號后便會(huì)發(fā)出壓力信號脈沖供儀表接收。放大器每次最多發(fā)送10922 個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖周期為80us,這就保證了放大器的CPU 一秒之內(nèi)必定能將所需要的脈沖個(gè)數(shù)全部發(fā)送完畢。
儀表內(nèi)有多個(gè)參數(shù)，計(jì)算時(shí)需用到大量的單元，一般都采用外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但現(xiàn)場可能會(huì)有干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化的事情也常發(fā)生。因此本儀表不用類似于6264 之類的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，儀表的參數(shù)均存放在CPU 的EEPROM 中，開機(jī)后將參數(shù)讀入CPU 本身的內(nèi)部擴(kuò)展的AUX-RAM 中， 將動(dòng)態(tài)保存的數(shù)據(jù)從外部的串行存儲(chǔ)器也讀入AUX-RAM 中。由于所有數(shù)據(jù)的運(yùn)算均在CPU 本身的內(nèi)部RAM 或AUX-RAM中進(jìn)行，所以數(shù)據(jù)極為安全可靠。
3 系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)
3.1 放大器與儀表是分離的，放大器將壓力信號轉(zhuǎn)變成脈沖傳輸?shù)絻x表。由于是脈沖傳輸，所以儀表便可放置在遠(yuǎn)距離處，改變了傳統(tǒng)電子皮帶秤的儀表只能放在現(xiàn)場或離上料皮帶較近之處的狀況，突破了距離上的限制。
3.2 放大器上采用了ADCU834 作為CPU，此CPU 能采集壓力傳感器放大后的信號進(jìn)行高精度的A/D 轉(zhuǎn)換。為了提高采樣信號的穩(wěn)定性，軟件中每秒只采集五次信號值，將五次信號值求平均后再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖數(shù)。
3.3 放大器本身可接測速器，接近開關(guān)或旋轉(zhuǎn)編碼器及常用的兩線制測速器均可（NPN 型的或PNP 型的均可，用跳線選擇）。
3.4稱重儀表上所有數(shù)據(jù)的運(yùn)算均在CPU 本身的內(nèi)部RAM 或AUX-RAM 中進(jìn)行，數(shù)據(jù)極為安全可靠，不存在由于如使用片外存儲(chǔ)器可能會(huì)受干擾或質(zhì)量不好而引起數(shù)據(jù)變化的現(xiàn)象。3.5 儀表的鍵盤膜沒用傳統(tǒng)的PVC 膜， 而是采用了線路板膜，使得按鍵的長期可靠性大大提高。
4 結(jié)語
電子皮帶秤用途廣泛，市場前景光明。廣泛地應(yīng)用于冶金、電力、煤炭、礦山、港口、化工、建材等行業(yè)。在國內(nèi)市場對與電子皮帶秤的需求旺盛?；谶@一點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)合理、保證計(jì)量精度特點(diǎn)的電子皮帶秤，對企業(yè)的電子皮帶秤產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營方式有百利而無一害。采用具有算法軟件的計(jì)算機(jī)和計(jì)量設(shè)備組成的電子皮帶秤控制系統(tǒng)能為企業(yè)節(jié)省大量勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)科學(xué)配比，能為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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