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1.皮帶秤的應(yīng)用范圍
電子皮帶秤主要用于各種自動(dòng)化流水線以及物流輸送系統(tǒng)上自動(dòng)重量檢測(cè)、上下限判別或重量分級(jí)選別,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、制藥、食品、化工等行業(yè)的在線檢測(cè)。此外還可以直接替代人工稱重,以此提高生產(chǎn)效率以及稱重的一致性、可靠性。(由于皮帶秤廠家較多,但控制原理、信號(hào)接入、標(biāo)定方式等基本相同,在此我僅以山東濰坊天晟TS—901為例進(jìn)行說(shuō)明)
2.皮帶秤的工作原理
皮帶秤的工作原理分為計(jì)量原理和控制原理兩個(gè)部分。
2.1 計(jì)量原理
計(jì)量平臺(tái)連續(xù)稱量輸送的物料。物料在皮帶引導(dǎo)下通過(guò)計(jì)量平臺(tái),計(jì)量平臺(tái)通過(guò)稱重托輥將物料重力作用在稱重傳感器上。稱重傳感器產(chǎn)生一個(gè)與作用力成比例的電壓信號(hào),送入儀表內(nèi),儀表將此電壓信號(hào)放大后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入微處理機(jī)中。白色三角形區(qū)域表示單托輥的負(fù)荷分配,計(jì)量平臺(tái)范圍內(nèi)只有一半的物料重力作用于稱重托輥上。根據(jù)稱量技術(shù),換算成標(biāo)準(zhǔn)單位皮帶負(fù)荷。測(cè)速用的極輪安裝在電機(jī)軸上,根據(jù)極輪的凹凸外形,速度傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào),送入INTECONT PLUS 儀表內(nèi)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入微處理機(jī)中,計(jì)算出皮帶速度。 微處理機(jī)根據(jù)皮帶負(fù)荷和皮帶速度計(jì)算出的瞬時(shí)流量。
2.2 控制原理
皮帶秤控制器提供了三種控制方式:
2.2.1 定量給料機(jī)方式
通過(guò)皮帶速度來(lái)控制物料流量。這是最常用的工作方式。定量給料機(jī)控制系統(tǒng)是由機(jī)械秤體、稱重傳感器、速度傳感器、控制儀表和電控柜組成。
控制系統(tǒng):
控制器將瞬時(shí)流量值與設(shè)定值相比較,通過(guò)其輸出YV,來(lái)控制給料機(jī)的皮帶速度,改變給料機(jī)的物料流量,直至流量的瞬時(shí)值與設(shè)定值一致。
2.2.2 皮帶秤+預(yù)給料機(jī)方式
通過(guò)皮帶負(fù)荷來(lái)控制物料流量。
皮帶秤+預(yù)給料機(jī)控制系統(tǒng)是由皮帶秤秤體、預(yù)給料機(jī)、稱重傳感器、速度傳感器、控制儀表和電控柜組成。
控制系統(tǒng):
皮帶秤秤體恒速??刂破鲗⑺矔r(shí)流量值與設(shè)定值相比較,通過(guò)其輸出YV,來(lái)控制預(yù)給料機(jī)的速度,改變給料機(jī)的物料流量,直至流量的瞬時(shí)值與設(shè)定值一致。
2.2.3 皮帶秤方式
通過(guò)皮帶速度來(lái)控制皮帶負(fù)荷。
皮帶秤控制系統(tǒng)是由皮帶秤秤體、預(yù)給料機(jī)、稱重傳感器、速度傳感器、控制儀表和電控柜組成的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
控制系統(tǒng):
預(yù)給料機(jī)恒速。控制器將皮帶負(fù)載與設(shè)定值相比較,通過(guò)其輸出YV,來(lái)控制皮帶的速度,直至皮帶負(fù)載的瞬時(shí)值與設(shè)定值一致。
速度控制:
速度控制一般采用兩種方式:直流調(diào)壓和交流變頻方式。
(1)直流調(diào)壓方式:
直流調(diào)壓方式采用調(diào)節(jié)直流電機(jī)電樞兩端的電壓來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到調(diào)節(jié)皮帶速度的目的。
直流調(diào)速方式的特點(diǎn)是調(diào)速精度高,機(jī)械特性好,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。但由于耗能大,維護(hù)量大,所以,已基本不用。
(2)交流變頻方式:
交流變頻方式采用調(diào)節(jié)交流電機(jī)電源的頻率來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到調(diào)節(jié)皮帶速度的目的。
交流變頻調(diào)速方式的特點(diǎn)是耗能小,維護(hù)量少。由于變頻調(diào)速器的技術(shù)已非常成熟,應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
3.皮帶稱在生產(chǎn)在的應(yīng)用
皮帶秤的應(yīng)用是基于以下公式:
其中:F-下料量;K-比例;G-秤重;V-皮帶秤運(yùn)行速度。
3.1 皮帶秤控制器的信號(hào)
3.1.1 輸入信號(hào)
3.1.1.1 流量設(shè)定
(1)外給:DCS輸出:4—20mA(遠(yuǎn)程);
(2)皮帶秤控制器設(shè)定(就地);
(3)電位器設(shè)定(變頻器)
3.1.1.2 稱重信號(hào)
稱重傳感器:拉壓式稱重傳感器,四線制、六線制。(LOAD CELL)四線制:V+、V-為供電端子、IN+、IN-為信號(hào)端子,采用四線制接線時(shí),端子V+與F+、V-與F-兩兩必須短接;六線制:V+、V-與F+、F-、信號(hào)線IN+、IN-。
傳感器的信號(hào)大小由供電電源及稱重傳感器量程所決定。(信號(hào)最大數(shù)值為供電電壓的2倍,單位為供電電壓的確1/1000),TS—901輸出電壓5V DC對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)0—10mV。正常情況下皮帶稱電源線之間有365Ω電阻、信號(hào)線有350Ω電阻。
3.1.1.3 速度信號(hào)
(1)光電解碼器(速度傳感器)
光電解碼器根據(jù)不同型號(hào)及量程,每轉(zhuǎn)一圈會(huì)產(chǎn)生1024個(gè)脈沖或2048個(gè)脈沖。(現(xiàn)場(chǎng)多1024個(gè)脈沖)供電電壓一般為12V DC、24V DC
(2)速度隔離轉(zhuǎn)換器
將變頻器的輸出信號(hào)0—5V DC、1—5V DC、0—10V DC通過(guò)相應(yīng)的隔離轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的頻率信號(hào)。TS—901,要求其輸入頻率信號(hào)為0—1000HZ,其最大可接收為1200HZ,所以我們采作的隔離轉(zhuǎn)換器輸出多為0—1000HZ。
(3)恒速設(shè)定
在參數(shù)設(shè)定里的設(shè)定。“標(biāo)定”——輸入822——“SPEED”輸入“0”、此時(shí)儀表內(nèi)部自動(dòng)生成每秒10個(gè)脈沖。
(現(xiàn)場(chǎng)速度信號(hào)多采用是1、2種信號(hào)方式,第一種信號(hào)方式多接在傳動(dòng)輪上,第二種方式則在皮帶秤控制中心連接,如果現(xiàn)場(chǎng)皮帶出現(xiàn)打滑,中心依然會(huì)顯示正常下料,所以此方式多有輔助設(shè)備如:視頻監(jiān)視等。第三種方式,現(xiàn)場(chǎng)多用于測(cè)量倉(cāng)重信號(hào)時(shí)使用。)
3.1.1.4 數(shù)字量輸入信號(hào)
外給時(shí),IN 1外給,IN2遠(yuǎn)傳、IN3PID、IN4停止,在IN4接通或啟用面板F4時(shí),前三個(gè)方式將無(wú)法使用。(速度傳感器為DI點(diǎn))
3.1.2 輸出信號(hào)
3.1.2.1 數(shù)字量輸出信號(hào)
可以用作控制點(diǎn)??梢詥?dòng)變頻器或其它設(shè)備,如焙燒皮帶稱控制器。
3.1.2.2 模擬量輸出
4—20mA信號(hào)兩組,一組給DCS、二組給變頻器。
3.2 皮帶秤的標(biāo)定
TS—901可以在任何運(yùn)行條件下進(jìn)行標(biāo)定。
3.2.1 標(biāo)定準(zhǔn)備
(1)皮帶上無(wú)任何物料,使用變頻方式啟動(dòng)皮帶稱。
(2)啟動(dòng)后,使用電位器調(diào)節(jié)使變頻輸出達(dá)到50HZ,皮帶運(yùn)行平衡后,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)皮轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間S。
(3)停止皮帶稱控控制器(F4)、按“測(cè)試”鍵輸入“13”,按“輸入”鍵,輸入上一步所測(cè)量的時(shí)間S,按“輸入”鍵,此時(shí)皮帶稱控制器會(huì)自動(dòng)記算本時(shí)間段內(nèi)一共產(chǎn)生多少個(gè)脈沖數(shù),即皮帶稱整圈脈沖。
(4)停止變頻器。
(5)在皮帶稱控制上按“標(biāo)定”輸入密碼,在參數(shù)設(shè)置里按“輸入鍵”翻至“P—A”輸入上步所得的脈沖數(shù)。
3.2.2 空標(biāo)
(1)保證皮帶上無(wú)任何物料,且整個(gè)標(biāo)定過(guò)程不要碰及皮帶稱。
(2)使用變頻器啟動(dòng)皮帶稱,使其在50HZ下運(yùn)轉(zhuǎn)。(一般要求為50HZ,在特殊情況下,也可以使用固定的頻率如鏈板稱等)
(3)在皮帶秤控制器上按“標(biāo)定”輸入密碼,鍵入“1”,按“輸入”鍵,輸入標(biāo)定的圈數(shù),按“輸入”確認(rèn),此時(shí)皮帶秤將會(huì)自動(dòng)標(biāo)零。
(4)標(biāo)零結(jié)束后,自動(dòng)退出。
(5)停止皮帶秤。
3.2.3 實(shí)物標(biāo)定
(1)取一堆物料,稱出其重量。然后將物料平鋪到皮帶上。(也可用法碼、鏈碼其目的是為了取得下料的實(shí)際重量)
(2)在皮帶秤控制器上按“標(biāo)定”輸入“3”確認(rèn)。
(3)使用變頻啟動(dòng)皮帶秤,輸入頻率為10HZ(可根據(jù)實(shí)際調(diào)整)。
(4)此時(shí)皮帶秤控制器將會(huì)出現(xiàn)“BF ********”后方為皮帶秤所顯示的下料量。
(5)當(dāng)數(shù)子不再變化時(shí),按“輸入”鍵。
(6)當(dāng)“BF”不于閃爍時(shí),此時(shí)顯示時(shí),輸入實(shí)際的物料(法碼、鏈碼)的重量。按“輸入”鍵確認(rèn)。退出。
(7)標(biāo)定結(jié)束。
TS-901的標(biāo)定可在皮帶秤任一工作狀態(tài)下進(jìn)行標(biāo)定。而有的皮帶標(biāo)定只能在就地狀態(tài)下進(jìn)行。
4.皮帶秤的常見(jiàn)故障及處理
4.1 無(wú)下料量的顯示
查看皮帶稱控制器上的L13稱重信號(hào)和SUDO信號(hào)。
(1)若無(wú)稱重信號(hào)
用萬(wàn)用表測(cè)量測(cè)重信號(hào)的mV值,若無(wú),檢查現(xiàn)場(chǎng)到控制器之間的接線、控制器的輸出電壓及稱重信號(hào)的輸出電壓。
(2)若無(wú)速度信號(hào)
A、速度傳感器
用萬(wàn)用表測(cè)量速度傳感器的輸入電壓、用試波器測(cè)量傳感器的輸出脈沖。
B、速度隔離轉(zhuǎn)換器
用萬(wàn)用表測(cè)量變頻器的相應(yīng)輸出信號(hào)、速度隔離轉(zhuǎn)換器的供電電壓、用試波器測(cè)量轉(zhuǎn)換器的輸出脈沖。
4.2 料量波動(dòng)大
(1)現(xiàn)場(chǎng)觀察下料口是否出現(xiàn)彭倉(cāng)等現(xiàn)象。
(2)檢查皮帶秤的每個(gè)稱重信號(hào)是否有較大的波動(dòng)。
(3)檢查皮帶稱稱重部分是否懸空。
(4)更換皮帶稱控制器
4.3 皮帶稱下料量無(wú)法準(zhǔn)確控制
(1)檢查皮帶控制器中“參數(shù)一”中的各項(xiàng)參數(shù)。
*L10—PE PID控制中流量允許波動(dòng)范圍。
L10—t1 PID調(diào)整的時(shí)間間隔
L10—HA PID輸出電流的上限
L10—LA PID輸出電流的下限
L10—io PID啟動(dòng)時(shí)的初值電流
L10—t2 PID輸出初值電流的時(shí)間
L10—t3 PID響應(yīng)時(shí)間(自動(dòng)檢測(cè))
L10—t4 PID響應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間(自動(dòng)檢測(cè))
L10—Lm 對(duì)應(yīng)12mA輸出時(shí)的流量(自動(dòng)檢測(cè))
(2)檢查皮帶稱與DCS對(duì)應(yīng)的mA值
采用測(cè)試功能進(jìn)行調(diào)整
TEST 10(檢測(cè)一號(hào)口輸出)、TEST 11(檢測(cè)二號(hào)口輸出)、TEST 12(檢測(cè)輸入口)將萬(wàn)用表串入接口中,輸入相對(duì)應(yīng)的mA值,按F1 F2 F3 F4進(jìn)行調(diào)整到相應(yīng)的數(shù)值。(F1快加、F2慢加、F3快減、F4慢減)
(3)檢查速度傳感器的輸入對(duì)應(yīng)值
將皮帶稱控制器打到變頻控制,調(diào)整變頻的輸出(0—50HZ),觀察皮帶稱的SUDO信號(hào)是否在0——1000相應(yīng)變動(dòng)。
(4)要求電工檢查變頻器的輸出
如果上述無(wú)法進(jìn)行變頻器的輸出無(wú)法在(0—50HZ)之間進(jìn)行有效調(diào)整,要求電工檢查變頻器的輸出。
4.4 皮帶稱控制器無(wú)法遠(yuǎn)程啟動(dòng)
(1)檢查DCS中各啟動(dòng)聯(lián)鎖是否滿足皮帶稱啟動(dòng)要求。
(2)檢查就地/遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)是否到位。
(3)檢查現(xiàn)場(chǎng)繼電器是否達(dá)到啟動(dòng)條件。
*各繼電器的對(duì)應(yīng)啟動(dòng)條件為:遠(yuǎn)程、就地、啟動(dòng)、機(jī)旁、急同,有差別可對(duì)應(yīng)接線圖或與本地其它控制繼電器組進(jìn)行對(duì)比)。
(4)檢查啟動(dòng)命令號(hào)是否發(fā)出。
(5)要求電工檢查變頻器。
5.皮帶稱控制器的一些標(biāo)定的應(yīng)用
(1)皮帶稱更換時(shí)不具備標(biāo)定條件,可通過(guò)改更參數(shù)后直接使用。按“標(biāo)定”鍵入“822”在“SEL”參數(shù)中鍵入“4”,此參數(shù)中“00”為空標(biāo)參數(shù),“r”標(biāo)定系數(shù)。
(2)皮帶稱每次實(shí)物標(biāo)定按在“輸入”鍵后,皮帶秤會(huì)走完皮帶秤的整圈,所以在無(wú)法拉完皮帶上所有積料時(shí),可選1—2米的物料,計(jì)算出一整圈的物料重量,作為實(shí)標(biāo)的實(shí)際重量。
(3)皮帶秤也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)等方法計(jì)算出實(shí)際下料量,通過(guò)更改系數(shù)比例,進(jìn)行系數(shù)的調(diào)整。
(4)TS—901可在皮帶秤遠(yuǎn)行過(guò)程中,進(jìn)行系數(shù)更改,實(shí)物標(biāo)定等。
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