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皮帶秤作為連續(xù)累計(jì)稱重的自動(dòng)衡器，應(yīng)用在輸送散狀物料的皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)中。其稱重特點(diǎn)是速度快， 并能在惡劣的環(huán)境里工作，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)稱重。在工礦企業(yè)、 商業(yè)貿(mào)易等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

皮帶秤自發(fā)展以來經(jīng)歷了機(jī)械式皮帶秤、電子式皮帶秤， 現(xiàn)已開始進(jìn)入智能型皮帶秤時(shí)期。第一代皮帶秤是純機(jī)械式，通過杠桿傳力， 顯示為機(jī)械計(jì)數(shù)器。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電阻應(yīng)變片式稱重傳感器及微處理器的出現(xiàn)應(yīng)用， 皮帶秤進(jìn)入第二代電子皮帶秤時(shí)期;新一代智能型皮帶秤是在電子皮帶秤的基礎(chǔ)上通過數(shù)字化、 網(wǎng)絡(luò)化、 智能化等技術(shù)大大提高了計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

1 電子皮帶秤的組成及原理

電子皮帶秤通常由四個(gè)部分組成(如圖 1 所示)，分別是稱重橋架、 稱重傳感器、 速度傳感器和積算器。

稱重橋架又稱承載器，主要作用有兩個(gè):第一是稱重臺(tái)的作用， 用于安裝稱重傳感器;第二是傳輸支架的作用， 用于將物料的載荷通過皮帶、 稱重托輥、 秤架傳遞到稱重傳感器上。

稱重傳感器的作用是完成稱重信號(hào)到電信號(hào)(mV)的轉(zhuǎn)換， 目前在皮帶秤上使用較多的是 S 型和懸臂梁式稱重傳感器。

測(cè)速傳感器完成對(duì)皮帶速度的測(cè)量，將皮帶的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(電壓或脈沖)，測(cè)速傳感器主要有模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)式、 磁阻脈沖式、光電脈沖式三類。目前， 模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)式測(cè)速傳感器的應(yīng)用逐漸在減少，取而代之的是上述兩種輸出脈沖信號(hào)的數(shù)字式測(cè)速傳感器 。

積算器又稱二次儀表，用來將重量信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行積分， 從而獲得瞬時(shí)流量和累積量，并可根據(jù)設(shè)定目標(biāo)輸出控制信號(hào)， 如根據(jù)設(shè)定流量輸出 4 ～20mADC 電流調(diào)節(jié)信號(hào)或者根據(jù)載荷情況輸出開關(guān)量報(bào)警信號(hào)。

2 電子皮帶秤在自動(dòng)配料中的應(yīng)用

配料電子皮帶秤按工作方式不同可分為:拖料式皮帶秤、 恒速式皮帶秤。拖料式皮帶秤指的是無給料機(jī)，僅靠皮帶輸送機(jī)調(diào)速來調(diào)整物料流量的配料皮帶秤;恒速式皮帶秤是指通過給料機(jī)調(diào)速來調(diào)整物料流量、 皮帶機(jī)恒速運(yùn)行完成稱量任務(wù)的配料秤。

筆者公司在燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦配料工藝生產(chǎn)過程中，分別采用了營(yíng)口大和衡器有限公司的這兩種皮帶秤。下面以拖料式皮帶秤為例對(duì)電子皮帶秤用于自動(dòng)配料系統(tǒng)的控制原理進(jìn)行敘述自動(dòng)配料原理圖及控制方框圖如圖 2、 圖 3 所示。

電子皮帶秤給料過程為皮帶連續(xù)給料， 給料機(jī)將來自于給料倉(cāng)的物料輸送并通過稱重橋架進(jìn)行重量檢測(cè)，同時(shí)裝于尾輪的測(cè)速傳感器對(duì)皮帶進(jìn)行速度檢測(cè)。被測(cè)量的重量信號(hào)和速度信號(hào)一同送入積算器進(jìn)行計(jì)算處理并與給定值進(jìn)行比較，并根據(jù)設(shè)定值與給定值偏差的大小輸出相應(yīng)的信號(hào)值(PID 信號(hào))，通過變頻器改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢以改變給料量， 使之與設(shè)定值一致，從而完成恒定給料流量的控制。

從稱重原理可知，電子皮帶秤所測(cè)量物料的瞬時(shí)流量的大小取決于兩個(gè)參數(shù)， 即瞬時(shí)流量等于稱重傳感器測(cè)量的承載器上物料負(fù)荷值 q(kg/m)和測(cè)速傳感器測(cè)量的皮帶速度值 v(m/s)兩個(gè)參數(shù)相乘所得， 即:w(t) = qv。

可見，測(cè)速傳感器的測(cè)量精確度和穩(wěn)定性與稱重傳感器的測(cè)量精確度和穩(wěn)定性是同等重要的。目前稱重傳感器的精確度普遍提高到萬分之幾，而測(cè)速傳感器的精確度大多在千分之幾， 所以提高測(cè)速傳感器精確度是提高電子皮帶秤系統(tǒng)精確度有效的途徑之一。

3 積算器參數(shù)的設(shè)定和稱重給料機(jī)的標(biāo)定

(1)儀表參數(shù)的設(shè)定:在對(duì)電子皮帶秤進(jìn)行標(biāo)定之前， 需對(duì) DH －200 儀表進(jìn)行參數(shù)設(shè)定， 如輸入儀表小數(shù)點(diǎn)位置、 秤的單位、 量程、 傳感器靈敏度、皮帶一周長(zhǎng)度等參數(shù)。初次使用需要輸入原始參數(shù)， 正常使用中一般不允許隨意改動(dòng)。

(2)皮帶秤的標(biāo)定:首先進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定， 零點(diǎn)穩(wěn)定后可進(jìn)行間隔標(biāo)定，間隔標(biāo)定分為實(shí)物標(biāo)定、鏈碼標(biāo)定、 掛碼標(biāo)定等方法。

4 電子皮帶秤零點(diǎn)漂移和量程漂移的原因

零點(diǎn)漂移一般與輸送系統(tǒng)有關(guān)，零值漂移的原因有:(1)稱重橋架上積塵、 積料;(2)物料及雜物卡在稱重橋架內(nèi);(3)皮帶機(jī)上有粘料;(4)皮帶張力不均勻;(5)由于物料的溫度特性和皮帶長(zhǎng)期使用， 皮帶伸長(zhǎng);(6)電子測(cè)量元件的故障;(7)稱重傳感器的嚴(yán)重過載。

量程漂移的原因:(1)輸送機(jī)皮帶張力變化;(2)測(cè)速滾筒的滑動(dòng)或其直徑的變化;(3)稱重傳感器嚴(yán)重過載;(4)電子元件的故障;(5)秤架的嚴(yán)重變形。

5 故障分析及判斷

(1)稱重傳感器

稱重傳感器分為數(shù)字式和模擬式，常用的有壓力及拉力兩種形式， 下面以電阻應(yīng)變片式稱重傳感器(模擬式)為例說明判斷傳感器好壞的方法。

± Exc 為激勵(lì)端， 此電壓由儀表提供，應(yīng)為10VDC ±5%，± Sen 為補(bǔ)償端，此電壓與 ± Exc 一致。 ± Sig 為信號(hào)輸出端， 大小應(yīng)為 0 至 20mV 之間某一值。正常使用時(shí)， 皮帶空載時(shí)輸出不超過15mV， 并且隨著載荷的增加而增大。因此判斷稱重傳感器的好壞最直接的方法就是萬用表的直流電壓檔測(cè)量，首先保證 ± Exc 為 10VDC ± 5%，如無此電壓檢查儀表;若有多個(gè)傳感器， 則拆下信號(hào)端， 分別測(cè)量， 保證每個(gè)傳感器的輸出均在 0 ～20mV， 且數(shù)值隨載荷的增加而增大。

除電壓判斷外，還可以通過測(cè)量輸入輸出電阻來判斷， 具體方法為: ± Exc ( ± Sen)為 400Ω ±5Ω， ± Sig 為 350Ω ± 5Ω， 且屏蔽線與任意一端子均大于 5 000MΩ。

(2)測(cè)速傳感器

交流測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，其輸出電壓正比于輸入軸的轉(zhuǎn)數(shù)， 因廠家選用裝置不同及皮帶運(yùn)行速度不一樣，電壓幅值也不一樣，正常工作中， 電壓幅值一般在 3 ～ 15VAC 之間， 可用萬用表的 “～ ” 檔進(jìn)行檢查， 速度越快此值越大。日常維護(hù)和檢修時(shí)應(yīng)清掃速度傳感器于測(cè)速滾筒之間的連接軸套，該軸套是通過頂絲把兩個(gè)軸耦合連接在一起， 故頂絲松動(dòng)或脫落均影響正常的測(cè)速，也會(huì)造成我們所測(cè)的電壓值不準(zhǔn)確。

光電脈沖式測(cè)速傳感器在有遮擋時(shí)，用萬用表的直流電壓檔測(cè)量輸出端的電壓值， 輸出電壓應(yīng)略低于供電電壓，光電脈沖式測(cè)速傳感器在無遮擋時(shí)， 紅色指示燈點(diǎn)亮，輸出電壓為 0V。

(3)儀表

積算器常出現(xiàn)的故障有:①主機(jī)板上的保險(xiǎn)管燒壞或儀表供電線路故障;②顯示板和主機(jī)板之間的連線插件接觸不良。③顯示板和主機(jī)板有故障。故障排除方法:①更換保險(xiǎn)管， 檢查供電線路;②拔下插體， 再重新裝上;③更換主機(jī)板和顯示板。

6 電子皮帶秤的維護(hù)

為了使電子皮帶秤更好地發(fā)揮其優(yōu)良的計(jì)量性能，減少故障的發(fā)生， 要求經(jīng)常地對(duì)皮帶秤進(jìn)行維護(hù)是必要的。

(1)定期清掃， 以防秤體積灰積料， 造成稱量不準(zhǔn)。(2)定期檢查皮帶秤的活動(dòng)部分， 是否有物料或異物卡住。(3)皮帶如跑偏， 定期調(diào)整以防造成計(jì)量不準(zhǔn)。(4)不要有外力沖擊秤體和傳感器，嚴(yán)禁檢修人員檢修時(shí)在皮帶秤上站立或操作其它設(shè)備。(5)設(shè)備大修時(shí)不要在秤體進(jìn)行電焊、 氣割等操作。(6)信號(hào)電纜敷設(shè)時(shí)或使用中不要與電力電纜交叉布置， 以防干擾。(7)儀表應(yīng)可靠接地， 要有獨(dú)立的電源供電， 要定期用冷風(fēng)機(jī)對(duì)儀表內(nèi)部進(jìn)行吹灰。(8)保證稱重托輥及稱重域內(nèi)托輥運(yùn)轉(zhuǎn)自如， 否則更換。(9)測(cè)速滾筒應(yīng)定期清掃， 以防粘料。(10)測(cè)速滾筒的軸承座應(yīng)定期加油潤(rùn)滑。(11)定期檢查測(cè)速傳感器的軸套處頂絲， 以防松動(dòng)或脫落。

 

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