新型稱重系統(tǒng)在快速裝車系統(tǒng)中的應用

張曉君

(中國神華神東煤炭集團洗選中心,陜西神木 719315)

新型稱重系統(tǒng)在快速裝車系統(tǒng)中的應用

張曉君

(中國神華神東煤炭集團洗選中心,陜西神木 719315)

介紹一種新的稱重系統(tǒng)校驗、工作原理與組成,對某集團一個礦區(qū)使用稱重系統(tǒng)介紹,使大家了解該系統(tǒng),并對該煤炭公司千萬噸跨越的取得有一定認識。

新型稱重系統(tǒng) 快速裝車系統(tǒng) 應用

快速裝車系統(tǒng)是我國在二十世紀九十年代中期從國外引進的一種新型列車裝載系統(tǒng)。它是以自動控制的方式快速并連續(xù)地將固體物料按預先設定的重量裝、載到以一定速度行進的列車中的一種高效定量裝車系統(tǒng)。它特別適用于大型煤炭(礦山)企業(yè)產(chǎn)品的裝車外運。隨著近十年來的發(fā)展與消化吸收，已有不同類型的國產(chǎn)快速裝車系統(tǒng)出現(xiàn)并投入使用。目前，快速裝車系統(tǒng)在國內(nèi)主要用于大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)。裝車系統(tǒng)由給料、稱重及液壓系統(tǒng)構成，本文介紹稱重系統(tǒng)構成與其工作原理。

1 快速裝車系統(tǒng)

(1)該種裝車系統(tǒng)概念：快速裝車系統(tǒng)在上世紀90年代中期我國引進的新型裝載系統(tǒng)。它以自動控制快速與連續(xù)把固體物料按設定重量裝到行進列車中的高效裝車系統(tǒng)。它適用大型煤炭產(chǎn)品裝車外運。隨著近年發(fā)展和吸收，已有不同國產(chǎn)裝車系統(tǒng)投入使用。

(2)快速裝車系統(tǒng)分類：從工藝流程上看，分為有給料運輸系統(tǒng)的全鋼結構塔樓快速裝車系統(tǒng)和無給料運輸系統(tǒng)的混凝土倉結構塔樓快速裝車系統(tǒng)；從裝車溜槽的結構型式上看，主要有垂直伸縮式裝車溜槽型和旋轉擺動式裝車溜槽型。全鋼結構塔樓裝車系統(tǒng)目前使用的有引進美國KSS公司及南非TCS公司的垂直伸縮式裝車溜槽型和山東煤礦泰安機械廠生產(chǎn)的旋轉擺動式裝車溜槽型三種型號的產(chǎn)品。而無給料運輸系統(tǒng)的混凝土倉結構塔樓裝車系統(tǒng)則是由神東公司有關技術人員提出設計思路，西安華光科技股份有限公司和山東煤礦泰安機械廠及太原市圣邦液壓器件有限責任公司聯(lián)合生產(chǎn)的產(chǎn)品。

(3)裝車系統(tǒng)工藝流程：有給料運輸裝車系統(tǒng)流程為：產(chǎn)品倉，給料機，運輸機，緩沖倉，定量倉與裝車溜槽，行進中的列車。沒有給料運輸裝車系統(tǒng)流程為：產(chǎn)品倉，定量倉，裝車溜槽與行進中的列車。

(4)快速裝車系統(tǒng)主要特點：1)自動化程度高，該系統(tǒng)主輔設備可利用主PLC系統(tǒng)與遠程PLC系統(tǒng)集中操作和控制，所有故障和報警可在計算機屏幕顯示。2)裝車速度快。一般單節(jié)車皮60秒，最快是40秒每節(jié)，整列車按66節(jié)算一般50到70分鐘。3)裝車精度高。稱重倉精度是0.1%，每節(jié)車皮裝車精度低于0.3%，整列車低于±0.3%。4)裝車質量高。裝出火車皮不用人工平整可達外運要求。裝車不偏載。5)環(huán)保性能好。該系統(tǒng)裝車是全封閉式，撒煤與煤塵較少，對環(huán)境污染較小。

(5)該裝車系統(tǒng)工作原理：通過一定數(shù)量的產(chǎn)品倉下振動式給料機，將物料給到帶式輸送機上，帶式輸送以4000t/h的能力將物料送入緩沖倉，緩沖倉通過稱重傳感器的控制打開液壓閘板，準確地將設定的物料量送入稱重倉，稱重倉通過兩片打開的裝車液壓閘板，將物料經(jīng)過裝載溜槽裝入勻速(0.8-2.0km/h)行駛的火車車廂中，即完成一次一節(jié)車皮的裝車作業(yè)。整個過程是一個連續(xù)循環(huán)不斷的動態(tài)運作過程。

(6)連續(xù)定量動態(tài)裝車配料原理：列車到裝車塔下，通過操作臺放下溜槽到裝車位，緩沖倉料位到合適位置。操作者按下循環(huán)按鈕，緩沖倉4個配料平板閘門向定量倉卸料，稱重傳感器稱重，控制定量配料。然后，裝車閘門控制給車廂放料，放足后通過稱重傳感器來控制裝車閘門關閉。車輛行駛空檔距離時，緩沖倉又給定量倉配料，為下一節(jié)車廂作準備，實現(xiàn)裝車的連續(xù)定量裝車。

2 稱重系統(tǒng)構成和工作原理

快速裝車稱重系統(tǒng)構成部分是稱重倉、傳感器、儀表和校驗砝碼等。稱重倉在緩沖倉和裝載溜槽間，是獨立倉體，靠4個傳感器支撐在裝車鋼結構上。稱重倉是系統(tǒng)接收部分，接受緩沖倉的物料，最大載重一般100噸。

稱重傳感器安裝于稱重倉下部四周，支撐稱重倉。傳感器隨艙內(nèi)重量變化相應變化，輸出和艙內(nèi)重量線型比例信號。稱重儀表裝在操作臺內(nèi)。儀表為傳感器給出激勵電壓，接受稱重信號，經(jīng)過放大等處理將倉內(nèi)物料重量顯示，同時輸出數(shù)字或模擬信號到PLC，控制緩沖倉閘門與稱重倉閘門打開與關閉。稱重系統(tǒng)初次校準與檢定也用稱重儀表完成。

校驗砝碼放置稱重倉兩側，它通過國家檢定的精確側重設備，平時和稱重倉分離，需要時通過提升裝置把它和稱重倉提升，其重量加到稱重倉上，用來進行初次校準與日常檢定。

3 稱重傳感器

它屬于剪切梁電阻式傳感器，電阻式傳感器原理將被測量變化轉成應變片電阻值變化，再經(jīng)轉換電路轉為電信號輸出。金屬絲受外力作用發(fā)生形變時，其電阻值發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為電阻應變。電阻式傳感器利用金屬的應變效應把被測量轉為電量輸出。應變片用直徑0.025毫米高電阻率電阻絲制成。為獲得高阻值，把電阻絲排成柵網(wǎng)狀，為敏感柵，粘貼在基片上，電阻絲焊接引線，敏感柵粘有保護覆蓋層。

稱重傳感器技術指標為：額定量程，使用時一般用額定的2/3到1/3；激勵電壓為10伏；輸入阻抗為700歐；輸出阻抗為700歐。絕緣阻抗，像傳感器橋路和地間串一阻值和其相當電阻，絕緣電阻將影響傳感器性能。靈敏度為3。零點補償：補償傳感器零漂誤差。滯后誤差：剪切梁式傳感器彈性體和底座間用螺栓連接，加載與卸載中彈性體和底座間接觸面滑動，這引起傳感器滯后。安全過載：允許在一定范圍超負荷工作，一般為額定量程120%到150%。極限過載：傳感器超過101.2噸到283噸將會損壞，一般為額定量程200%到500%。電纜長度，與布局有關，使用前看清楚電纜長度，不得加長或者剪短。

4 稱重系統(tǒng)校準

校準通過儀表校準功能實現(xiàn)。稱重倉空倉時，儀表保存一個和零對應的數(shù)值；給稱重倉加一已知重量，儀表保存一個與其相應數(shù)值。稱重傳感器和物料間呈線性關系，通過這兩點確定表明指示重量和儀表數(shù)值間關系直線，直線斜率為倉重和計數(shù)器數(shù)值比例因數(shù)。因數(shù)確定意味稱重量值確定，稱重倉中物料可準確被測量出來。

零點校準：目前我國定量裝車中主要用稱重儀表包括：TECH2000稱重指示器，在神華集團神東公司烏蘭木倫裝車站和同煤集團裝車系統(tǒng)使用；IQplus800稱重指示器，在神華集團神東公司環(huán)線裝車站與同煤塔山礦中使用；同忻礦使用IND780系統(tǒng)；黑岱溝煤礦使用國產(chǎn)SF33900型稱重系統(tǒng)，它是一種在電動輪卡車上使用的，經(jīng)過改進后為TDS-100T系統(tǒng)，增加稱重精度與可靠性。

首先是零點校準，確保稱重倉放空，不受外力影響，進入校準菜單，選零點校準確定，3次校準后保存結果。

5 稱重系統(tǒng)工作原理

稱重傳感器把所受外力轉換電壓信號，用這個原理，校準稱重系統(tǒng)后，傳感器輸出信號與物料重量呈線性關系，再經(jīng)儀表處理顯示物料重量，達到稱重目的。稱重儀表有2類輸出信號，一類為模擬量，用在計算機上顯示重量；另一類為數(shù)字量，也稱開關量，每個數(shù)字量對應儀表上1設定值。實際裝車中，通過4個設定值達到自動控制。1號設定值為1次關閉緩沖倉數(shù)值，2號設定值為2次關閉緩沖倉數(shù)值，3號設定值為完全關閉數(shù)值，是最終裝在車皮內(nèi)重量，4號設定值為空倉數(shù)值。

裝車啟動后，4號設定點無動作，表示稱重倉內(nèi)物料低于設置空倉量，PLC輸出數(shù)字量信號命令液壓系統(tǒng)把緩沖倉閘門打開進料。物料重量超過1號設定值，其對應繼電器動作，PLC命令關閉4片閘門；物料重量超過2號設定值，其對應繼電器動作，PLC命令關閉3片閘門，留1片繼續(xù)給料；物料重量超過3號設定值，緩沖倉全部關閉。此時4個繼電器全部在動作狀態(tài)，緩沖倉給料稱重完成。

操作人員手動打開卸料閘門裝車，隨著倉內(nèi)物料裝入車皮中，4個繼電器依次復位，待4號設定點繼電器復位，倉內(nèi)物料已低于空倉重量，表示倉已放空，PLC立即命令稱重倉閘門關閉。等關閉信號輸進PLC后，緩沖倉閘門完全打開，重復上述稱重過程，為裝下節(jié)車準備。如此循環(huán)，到一列火車裝完。

6 結語

應用新型稱重系統(tǒng)使實測誤差低于0.03%，裝車精度實現(xiàn)0.05%。12年某煤礦外運795萬噸，進港損溢率是-0.32%，遠低于總公司設定-1.2%，在該煤礦歷史中達到最好水平。本文介紹了新型稱重系統(tǒng)構成、工作原理、傳感器工作，總的來說，新型稱重系統(tǒng)在快速裝車系統(tǒng)中主要應用與裝載火車上。

[1]桑敏.煤礦軌道礦車稱重系統(tǒng)的設計[D].濟南市：山東科技大學,2011.

[2]姜競賽,李春杰.一種新型的高精度動態(tài)車輛稱重系統(tǒng)[J].山東科學,2012,25(2)：87-91.

[3]劉丹,朱目成.新型單片機稱重系統(tǒng)設計[J].電腦知識與科技,2011(20)：5005-5006.

[4]趙學嶺,張光明.稱重系統(tǒng)在無定重皇荇提升系統(tǒng)的研究應用[J].科學與管理,2011(6)：86-87.