皮帶秤技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

王擁軍 孔令媚河南省安陽鋼鐵集團(tuán)公司焦化廠

皮帶秤技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

王擁軍 孔令媚
河南省安陽鋼鐵集團(tuán)公司焦化廠

在我國(guó)快速發(fā)展的歷程中，皮帶秤產(chǎn)業(yè)經(jīng)過引進(jìn)、提高和創(chuàng)新，目前的技術(shù)水平已經(jīng)能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)計(jì)量的要求。皮帶秤主要應(yīng)用于煤炭、礦石等固體物料的連續(xù)自動(dòng)稱重以及貿(mào)易結(jié)算中，該計(jì)量方式因具有較高的準(zhǔn)確性、較強(qiáng)的穩(wěn)定性以及較好的可靠性等優(yōu)點(diǎn)，得到工業(yè)生產(chǎn)單位的廣泛應(yīng)用。

皮帶秤；自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)?

隨著我國(guó)逐漸實(shí)施節(jié)能降耗戰(zhàn)略，相關(guān)部門對(duì)能源的計(jì)量檢測(cè)越來越重視，皮帶秤主要應(yīng)用于散裝物料的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中，并作為連續(xù)累計(jì)稱重的自動(dòng)衡器。皮帶秤主要由三部分組成，一是稱重承載器，二是稱重儀表，三是位移傳感器。其根據(jù)用途可分為兩大類，一類是在現(xiàn)場(chǎng)的皮帶機(jī)上安裝皮帶秤，通過皮帶秤對(duì)物料的輸送過程進(jìn)行累計(jì)計(jì)量，又稱為輸送機(jī)皮帶秤；另一類是通過皮帶秤在工業(yè)生產(chǎn)中控制器輸送物料流量，使其符合相關(guān)工藝要求，此類皮帶秤在控制流量時(shí)一般與皮帶給料機(jī)配合完成，又稱為稱重給料機(jī)。

一、皮帶秤技術(shù)的應(yīng)用

1、輸送機(jī)皮帶秤

輸送機(jī)皮帶秤通常在用戶現(xiàn)場(chǎng)的皮帶上進(jìn)行安裝，主要用途包括企業(yè)內(nèi)部計(jì)量管理、結(jié)算貿(mào)易以及監(jiān)控生產(chǎn)過程三種。其中，計(jì)量管理皮帶秤的精度一般控制在±0.4%左右，其皮帶寬度一般在大于500mm且小于2000mm的范圍內(nèi)，皮帶速度控制在4m、s左右，主要用于管理企業(yè)庫存、考核機(jī)組以及內(nèi)部結(jié)算等；貿(mào)易結(jié)算皮帶秤具有較好的穩(wěn)定性和較高的精度要求，精度一般控制在0.125%—0.5之間，其皮帶寬度一般在大于650mm且小于2200mm的范圍內(nèi)，皮帶速度控制在5m/s左右，具有高達(dá)8000t、h，主要用于貨物的接收、裝車或裝船等過程中；過程監(jiān)控皮帶秤一般應(yīng)用于生產(chǎn)工藝控制，合理控制破碎機(jī)和球磨機(jī)的給料量，準(zhǔn)確控制洗煤廠的洗煤量等，其精度一般控制在0.5%—0.2%之間。這種類型的皮帶秤通常選用一組稱重托輥，支撐結(jié)構(gòu)為杠桿式。

在安裝輸送機(jī)皮帶秤時(shí)，具有較高的工況要求和現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)要求，不僅要保證皮帶秤的重復(fù)性和穩(wěn)定性，而且要保證其準(zhǔn)確性。

2、稱重給料機(jī)

稱重給料機(jī)通常由兩部分組成，一部分是皮帶秤，一部分為皮帶輸送機(jī)，主要任務(wù)是控制輸送物料流量，一般還稱為定量給料機(jī)，帶速控制在每秒0.4m—0.6m左右，工作原理圖圖1：

(圖1 稱重給料機(jī)原理圖)

為了確保恒定的輸出流量，一般會(huì)根據(jù)輸送物料的種類及控制精度，對(duì)稱重給料機(jī)的皮帶速度、給料量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而確保將給料流量控制在合理范圍內(nèi)。稱重給料機(jī)的皮帶秤與給料機(jī)一般由皮帶秤生產(chǎn)廠一起制造并提供給用戶。在設(shè)計(jì)制造給料機(jī)時(shí)，需要對(duì)皮帶秤的重復(fù)性、線性以及穩(wěn)定性進(jìn)行充分考慮。皮帶給料機(jī)必須符合設(shè)計(jì)要求，具有較大的機(jī)械結(jié)構(gòu)剛性，確保皮帶運(yùn)輸相對(duì)平穩(wěn)，嚴(yán)格杜絕皮帶跑偏情況發(fā)生，有效控制皮帶的恒定張力，及時(shí)清除稱架表面的積灰，最大程度避免零點(diǎn)漂移，為稱重給料機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)提供良好條件。

3、皮帶傳感器

皮帶秤能夠從位移傳感器上獲得物料在皮帶上的移動(dòng)距離，物料的重量則從桿架上的稱重傳感器得知，在儀表上二者的累加可得出瞬時(shí)流量和累計(jì)量，兩個(gè)傳感器中任意一個(gè)誤差都會(huì)對(duì)皮帶桿的精度造成嚴(yán)重影響。光位移傳感器一般采用多種形式，其中包括磁阻脈沖式、光電脈沖式等，測(cè)量精度可達(dá)0.05%，一般在尾部滾筒或大直徑的托輥上安裝位移傳感器。皮帶秤一般采用電阻應(yīng)變式的稱重傳感器，過載能力控制在大于150%FS且小于300%FS范圍內(nèi)，按照稱架結(jié)構(gòu)其受力形式分為壓式和拉式兩種。

4、皮帶秤的校準(zhǔn)

皮帶秤的校準(zhǔn)方式一般分為兩種，一種是物料校準(zhǔn)，一種是模擬校準(zhǔn)。模擬校準(zhǔn)又分為四種，一是循環(huán)鏈碼校準(zhǔn)，二是掛碼校準(zhǔn)，三是鏈碼校準(zhǔn)，四是電子校準(zhǔn)。上述四種模擬校準(zhǔn)因?yàn)闊o法將整條皮帶輸送機(jī)上承受物料時(shí)皮帶的干擾和張力因素完全模擬出來，只能將局部的一部分模擬出來，因此無法代替物料校準(zhǔn)，只能夠當(dāng)作物料校準(zhǔn)后對(duì)皮帶秤精準(zhǔn)度校準(zhǔn)的一種方式。現(xiàn)場(chǎng)一般采用汽車衡、料斗秤或軌道衡進(jìn)行物料校準(zhǔn)。

二、皮帶秤的發(fā)展趨勢(shì)

1、稱重信號(hào)數(shù)字化

稱重傳感器易受干擾且不利于長(zhǎng)距離傳送的主要原因是其信號(hào)只有0—30V。為了使抗干擾能力得到增強(qiáng)，滿足長(zhǎng)距離傳輸?shù)男枨螅瑪?shù)字轉(zhuǎn)換器逐漸走入了人們的視野。數(shù)字轉(zhuǎn)換器便于在現(xiàn)場(chǎng)稱重橋架旁進(jìn)行安裝，并將連續(xù)稱重傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。因?yàn)閮x表使用了數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器技術(shù)，所以與稱重現(xiàn)場(chǎng)的距離擴(kuò)大到2000m，從而使系統(tǒng)的抗干擾能力大大增強(qiáng)。

2、實(shí)時(shí)在線校準(zhǔn)

一臺(tái)基于32位微處理器控制的6000型稱重儀表和三組獨(dú)立的秤架組成了賽摩三橋系列皮帶秤，在運(yùn)行過程中能夠自動(dòng)在線校準(zhǔn)物料，并實(shí)現(xiàn)在線的比對(duì)與調(diào)零，從而大大提高皮帶秤運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性與準(zhǔn)確性，使皮帶秤多年來在線實(shí)物校準(zhǔn)的瓶頸得到解決。將計(jì)量稱和毛重稱安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)上，使自動(dòng)在線校準(zhǔn)通過相互比對(duì)的方法不斷物料掛碼校準(zhǔn)。

3、網(wǎng)絡(luò)化

皮帶秤主要通過工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，現(xiàn)如今流行工業(yè)總線包括CAN、Modbus、DeviceNETdeng等。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展促進(jìn)了皮帶秤網(wǎng)絡(luò)化，在互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)皮帶秤進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的管理，不僅能夠確保皮帶秤的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，而且能夠校準(zhǔn)和維護(hù)全世界任何地方的皮帶秤。

三、結(jié)束語

綜上所述，近年來，皮帶秤得到快速發(fā)展，生產(chǎn)與貿(mào)易中對(duì)皮帶秤的應(yīng)用越來越廣泛，要求越來越高。皮帶秤要不斷適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，將先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于皮帶秤中，進(jìn)一步增加其可靠性；積極探索實(shí)時(shí)在線校準(zhǔn)技術(shù)，進(jìn)一步提高皮帶秤的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；努力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，提高皮帶秤儀表的性能和功能，使其成為工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易結(jié)算的主要計(jì)量器具。

[1]董雷；基于PLC的皮帶秤配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其算法研究；青島理工大學(xué)；2016