索引装置对电子皮带秤稳定性能的改善

电子皮带秤是一种对大宗散装物料作动态连续称重的计量设备，具有快速准确、自动称量、即时打印等特点。随着电子技术和微处理技术的发展和应用，其性能得到迅速提高，因此被广泛的应用于电力、冶金、矿山、港口、化工、交通运输等部门。由于主要用途是对散料动态连续称重，因此其准确性、稳定性等性能对产品质量尤其是重点工序的质量有着极为重要的作用。本文从电子皮带秤的工作原理出发，详细分析了引起电子皮带秤流量波动过大的原因，以此来说明索引装置的加入对皮带电子秤稳定性能的改善。

　　中铝青海分公司炭素厂一成型车间有5台上世纪80年代引进的瑞士哈斯勒公司生产的电子皮带秤，用于生阳极配料系统生产中。作为生阳极生产中重要的计量、控制设备，其对产品质量以及生产的各个环节起着流量控制、精确掺兑配比、投入产出统计等重要作用。它不但计量输送物料的重量，而且控制流量的波动。自2011年11月份以来，粉料电子秤频繁出现质量流量波动过大的现象，具体表现为给料量时大时小，经常出现因波动范过大而超过设定值导致系统自动停车的现象，对生产的连续性及产品质量造成了严重的影响。技术人员在经过长期的现场调查分析后，最终通过加装索引装置并改变控制系统的方法，成功解决了这一问题。下面将从电子皮带秤的工作原理出发，详细分析引起波动过大的原因，来说明索引装置的加入对皮带电子秤稳定性能的改善。

　　1电子皮带秤的工作原理

　　电子皮带秤主要由控制器、称重桥架、称重传感器、测速传感器及传输线路等组成。装有称重传感器的称重桥架安装在输送皮带的纵梁上，称重桥架支承的称重托辊，检测皮带上的物料重量，生一个正比于皮带载荷的电气输出信号。速度传感器直接连在输送机尾部滚筒上，它在运动中产生一系列脉冲信号，脉冲的输出频率正比于皮带的速度。称重传感器和速度传感器通过传输线路将其输出信号送至控制器，控制器再用电子方法将称重物料的单位重量和速度相乘，从而就获得了物料的质量流量和累计重量，并在显示器上显示出来。

　　当设定值和实际的质量流量出现偏差时，控制器调整电机控制所需的控制电压，通过变频器调整电机转速，从而达到精确配比的目标，这样就形成了闭合的控制回路。

　　2 波动产生的原因分析

　　从电子皮带秤的工作原理来看，能引起波动的产生的主要因素有电气及机械两个方面的原因。针对电气方面可能存在的问题，技术人员在对屏蔽电缆重新做屏蔽处理以防止电磁干扰产生波动并通过替代法对称重控制板，称重传感器，CPU 板及数据传输线路等控制元件进行更换运行后，波动过大问题仍未解决，故此排除了电气控制系统方面的原因。

　　对于机械方面可能存在的问题，技术人员首先对旧皮带进行了更换，防止因皮带长时间磨损导致接触面不平而带来波动，随后又使用大气压法对称重桥架，称重托辊及皮带进行找平处理，希望能解决问题，但在上述工作完成后问题仍未解决。最后对皮带秤整体进行检查，发现经过二十多年的连续运行，电子秤机架有一定程度的变形，机架的变形导了称重桥架在一定程度上产生变形。而且因为电子秤主动辊在皮带秤后方，这样就造成了皮带下紧上松的情况，从而造成皮带上部与称重桥架的接触也不是很均匀。以上两种原因导致称重传感器出现了受力不均的情况，从而导致了波动的产生。

　　对于哈斯勒电子皮带秤来说，其运行时在称重传感器上有效称重段产生的重量信号q 可用下列公式表示。

　　式中 q 为有效称重段上的重量信号;q1为采样重量;q2为运行时随机附加力产生的附加重量;q0为空秤重量，即皮重。

　　在式1 中

　　q11为瞬时皮重，它的值为称重托辊的重量、测量秤架的重量与有效称重段上的皮带重量之和，这个值应基本固定;q12为有效称重段上物料的瞬时重量。

　　哈斯勒电子皮带秤采用了自动除皮技术，其工作原理如下：测量出皮带一圈长度和一圈皮带运行时间，将这两个数据输入到控制器中，皮带空转时启动控制器的自动零点校准，在每段皮带通过压力传感器时对其重量进行采样，最后在一圈皮带运行完毕后，对测得的所有数据进行处理，得出皮带的平均重量，即为皮重，建立周期后进行自动调零，控制器就会自动除皮。

　　由式1及式2可以看出，称重传感器测得的值主要为皮重及物料的总重量，在除皮后即为物料的瞬时重量，皮重 q0为一固定值，但因为压力传感器受力不均，造成皮带秤在运行时皮带某一段位置上测得的重量信号上下波动过大，其所测的瞬时皮重是不同的，但系统在除皮时是按同一值进行操作的，在流过的物料重量相同的情况下，系统就会将皮重带来的误差当成是物料重量的一部分，这样就造成了在压力大时，得到的物料重量比实际重量大，在压力小时，得到的物料重量比实际重量小，从而导致测得的物料重量与实际重量不相符而形成波动。

　　3 问题解决方案

　　由之前分析可知，造成称重传感器受力不均的原因有两个，但在针对这两个问题对电子秤进行改进时却发现有很大的困难。首先，对因设计原因造成的皮带下紧上松问题的改造工作因为现场空间的限制及改造费用过大的原因而无法实施。其次，变形的机架也因使用时间过长而无法恢复。在以上两项改进措施存在很大的困难的情况下，技术人员好从如何使电子皮带秤精确除皮方面着手研究，最后在经过分析讨论后，提出了对电子皮带秤加装索引装置的想法。

　　索引装置从工作原理上来说，就是在皮带的某一位置加装一个标记，并在秤架加装检测装置，在进行空秤校准时，当皮带加装标记的部位通过检测装置时，系统开始记录每段皮带在通过称重传感器时的重量，当皮带运行一圈完毕时，停止记录，此时，整条皮带每一段的重量都已记录。在进行除皮操作时，对于每段皮带运行时测得的瞬时重量，系统会调取并减去该段皮带在空秤校准时记录的皮重，这样，就能最大程度的使除去的皮重为当前瞬时皮重，从而得出真实的瞬时物料重量，避免了因传感器受力不均而导致的波动过大问题。

　　按照这个想法，技术人员对电子称加装了索引及检测装置，并相应的改变了控制系统的控制方式，使其在校准时按索引方式进行校准。在改造完成后，经投料试车，质量流量曲线平稳，问题得到彻底解决。

　　4 总结

　　电子皮带秤作为一种动态秤，在实际生产中能引起其流量波动的因素还有很多，具体到不同的电子皮带秤影响的因素又各不相同，这就要求我们针对不同电子秤在日常维护工作中不断分析总结并加以解决。此次问题虽然是机械方面的问题，但在机械方面解决困难时，广大技术人员能另辟蹊径，从另一个方面出发将此问题解决，这也给了我们很大的启示，具有很大的借鉴意义。

上一个：皮带秤称重仪表的工作方式下一个：电子皮带秤适用于各种形式的动态自动配料

[返回]