PDX數(shù)字式稱重傳感器在電子汽車衡系統(tǒng)中的應(yīng)用

吉海峰

（北方銅業(yè)股份有限公司計量檢驗部， 山西 垣曲 043700）

1 項目概述

電子衡器是一種將非電量“質(zhì)量”轉(zhuǎn)換為電量進(jìn)行測量的計量設(shè)備，當(dāng)前隨著科技的發(fā)展，數(shù)字式稱重傳感器得到了應(yīng)用，這使得電子衡器在原有基本計量功能的基礎(chǔ)上增加了推理、判斷、自診斷、自適應(yīng)、自組織等功能[1]。某礦業(yè)公司在2017年5月將二煉原料場30 t機(jī)械汽車衡改造為100 t PDX數(shù)字式電子汽車衡，并與原料場60 t電子衡實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，即是公司計量器具由機(jī)械化向電子化、集成化、智能化改進(jìn)的一次有效實(shí)踐，使得該企業(yè)原料進(jìn)廠的稱重設(shè)備和計量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動化和智能化控制。

2POWERCELL PDX數(shù)字式稱重傳感器汽車衡技術(shù)特點(diǎn)

OWERCELL PDX數(shù)字式稱重傳感器汽車衡是一種數(shù)字顯示的電子衡器，由OWERCELL PDX數(shù)字式稱重傳感器、平板式或橋式承重臺、數(shù)字式稱重儀表三部分組成，并且外接計算機(jī)控制系統(tǒng)，使稱重顯示控制器與計算機(jī)進(jìn)行聯(lián)合控制，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的稱重、顯示、打印等全方面功能，實(shí)現(xiàn)稱重的高度智能化。

2.1 承重臺結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

電子汽車衡承重臺結(jié)構(gòu)采用型鋼和鋼板焊接成框架箱形結(jié)構(gòu)，具有良好的剛度、強(qiáng)度，承重臺的最大安全載荷為150%最大秤量。傳感器安裝時采用了一根多股編織銅線跨接，該安裝設(shè)計可以降低傳感器的損壞概率，同時具有較強(qiáng)的抗干擾、防雷擊性能[2]。

2.2 稱重系統(tǒng)特點(diǎn)

POWERCELL PDX數(shù)字式稱重傳感器作為最先進(jìn)的數(shù)字式傳感器，采用不銹鋼材料，應(yīng)用激光焊接密封技術(shù)，整體完全配備有專門的防雷接口電路，可以有效地防治雷擊造成的損壞，獨(dú)特的A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號輸出接口，使得信號清晰度更高。與之配備的智能稱重終端組成了整個電子汽車衡的稱重系統(tǒng)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，計量性能優(yōu)越，計量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性更為可靠。

POWERCELLPDX數(shù)字式稱重傳感器可以確保車輛衡經(jīng)常保持在精確稱重狀態(tài)，減少因故障停機(jī)所造成的損失。POWERCELLPDX數(shù)字式稱重傳感器的智能預(yù)診斷功能可持續(xù)監(jiān)測衡器的工作狀態(tài)，降低日常維護(hù)成本。

2.3 XK3190數(shù)字顯示儀表

該顯示儀表具有完整的數(shù)據(jù)存儲、檢查、刪除、零點(diǎn)跟蹤、去皮和自檢功能，可與各類打印機(jī)配套使用，其智能化、自動化程度高。

3 電子衡的改造應(yīng)用及效果

某公司原料場原有的30 t機(jī)械汽車衡是20世紀(jì)80年代國內(nèi)生產(chǎn)的汽車衡。其投入使用時間長、維修不方便、性能不穩(wěn)定，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)目前載重車輛大噸位要求和該公司的生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀，結(jié)合該公司生產(chǎn)及現(xiàn)場的實(shí)際情況，參考國內(nèi)外電子衡器的種類使用情況及衡器的發(fā)展方向，對公司原料場30 t電子汽車衡的基坑形式、秤體部分?jǐn)?shù)字化稱重系統(tǒng)部分、稱重管理系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

3.1 基坑形式的改造

該公司原料場30 t汽車衡原為基坑形式，磅體四周封閉，基坑內(nèi)空間狹小，這對于磅的維護(hù)、檢修及衛(wèi)生清理很不方便。本次改造將有基坑形式改造為無基坑形式，秤體及傳感器均處于地平面以上，磅體兩側(cè)各設(shè)20 m引道。這種形式的改造減少了土建施工的難度、節(jié)省了費(fèi)用投資加快了施工進(jìn)度，而且方便了衡器日常的點(diǎn)檢巡檢及維護(hù)、檢修工作。

3.2 稈體結(jié)構(gòu)部分的改造

隨著汽車裝載能力的提高，原料場的30 t機(jī)械汽車衡已不能滿足日常檢斤過磅的需要，所以對該秤的稱量范圍進(jìn)行了改造將30 t機(jī)械汽車衡改為100 t全電子汽車衡，改造后該秤最大稱量為100 t，最小分度值為20 kg，精度等級為Ⅲ。該秤臺由3臺面組成4對8個支撐點(diǎn)（傳感器），秤臺結(jié)構(gòu)形式采用三段全鋼框架結(jié)構(gòu)秤臺臺面尺寸為18 m×3.5 m，已能滿足日常大批量、大重量的物料的檢斤過磅需要[3-4]。

3.3 數(shù)字化稱重傳感器的改造

為適應(yīng)當(dāng)今電子衡器的發(fā)展方向，對電子衡器的PDX數(shù)字化稱重系統(tǒng)部分從智能化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、故障診斷技術(shù)三個技術(shù)方面進(jìn)行了升級改造。

1）PDX數(shù)字化稱重傳感器與稱重顯示器兩者之間的數(shù)字信號，主要有測量信號帶寬、速率、衡器特性輸出格式、濾波強(qiáng)度等，通過RS-458總線傳遞。為防治其作弊，應(yīng)用了智能化技術(shù)，該智能化技術(shù)改造后有效地防止利用電路更改稱量信號的大小起到防止作弊的效果[5]。智能化技術(shù)具有記憶功能，所以一且傳感器損壞更換后，原先保存的記憶參數(shù)會自行重新校準(zhǔn)免除了更換傳感器后的校準(zhǔn)問題。智能化技術(shù)的改造，方便了日常的點(diǎn)檢、維護(hù)及檢修工作，提高了電子衡器的有效運(yùn)轉(zhuǎn)率和工作效率。

2）在以往模擬型傳感器的基礎(chǔ)上，在傳感器內(nèi)加入模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置和CPU處理單元，用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器的非線性溫度性能等參數(shù)的自動補(bǔ)償。同時改造后的數(shù)字化校準(zhǔn)技術(shù)使衡器偏載（四角）校準(zhǔn)一次自動完成（可以對衡器進(jìn)行偏載（四角）參數(shù)量程參數(shù)、空磅參數(shù)進(jìn)行自動和手動控制），使衡器的量程校準(zhǔn)一次完成。這使得衡器的檢定校準(zhǔn)人員能夠準(zhǔn)確高效地完成日常校準(zhǔn)工作，大大提高了工作效率。

3）由于改造后電子系統(tǒng)所具備的智能化數(shù)字化，使得該系統(tǒng)在故障診斷技術(shù)上較改造前有了一個飛躍，減少了人為判斷的反復(fù)性，節(jié)省了故障排除的時間。系統(tǒng)能夠自動對衡器零點(diǎn)數(shù)值和每只傳感器零點(diǎn)數(shù)值的變化和通訊變化及多種錯誤信息進(jìn)行提示，幫助衡器操作及維修人員及時排除故障。

3.4 軟件系統(tǒng)部分的改造

為了實(shí)現(xiàn)計量管理的智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化，改造后的100 t PDX數(shù)字式電子汽車衡與原料場的60 t汽車衡進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)，實(shí)行了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)化軟件應(yīng)用系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理，將日常檢斤工作與計量數(shù)據(jù)的管理統(tǒng)一起來，收到了良好的效果。

4 結(jié)語

將30 t汽車衡改造為100 t PDX數(shù)字式電子汽車衡，適應(yīng)了原料進(jìn)廠的現(xiàn)時要求和今后的發(fā)展趨勢，測量精度和稱量范圍都能滿足大噸位汽車的檢斤過磅需要，為今后該礦更大規(guī)模原料進(jìn)廠的檢斤過磅工作打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)，是該礦檢斤計量設(shè)備技術(shù)更新?lián)Q代的一次有效實(shí)踐。POWERCELL PDX數(shù)字式稱重傳感器是一款真正的數(shù)字傳感器，其功能強(qiáng)大，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，會逐漸取代傳統(tǒng)機(jī)械式和模擬式傳感器。