電子皮帶秤在裝車配煤工作中的應(yīng)用

武良

（國(guó)家能源神華準(zhǔn)格爾能源有限公司黑岱溝選煤廠裝車車間，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

一、煤炭裝車系統(tǒng)測(cè)量與控制技術(shù)概述

電子軌道衡用于實(shí)現(xiàn)對(duì)裝載列車重量的稱量，其稱量的準(zhǔn)確程度與稱量速度影響煤炭裝車的時(shí)間與效率。我國(guó)國(guó)內(nèi)的軌道衡發(fā)展多年，其發(fā)展過(guò)程大致分為階段：

（一）機(jī)械杠桿式

稱臺(tái)大部分為大梁式主梁結(jié)構(gòu)，計(jì)量顯示采用字盤式，顯示重量不準(zhǔn)確，后期維護(hù)量大，不易檢修；并且由于手動(dòng)操作稱量，其檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，不適合鐵路快速稱量的要求。

（二）機(jī)電結(jié)合式

由于靜態(tài)稱量的稱量方式稱量耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，因此發(fā)展出機(jī)電結(jié)合式軌道衡。這種軌道衡通過(guò)檢測(cè)傳感器，利用電子測(cè)量裝置檢測(cè)出重量值；相比靜態(tài)機(jī)械杠桿式軌道衡具有檢測(cè)速度快，顯示數(shù)值清晰，應(yīng)用與維護(hù)較為方便等優(yōu)點(diǎn)。

（三）動(dòng)態(tài)電子軌道衡

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電子軌道衡逐步發(fā)展成為動(dòng)態(tài)電子軌道衡，它不僅能夠進(jìn)行列車裝載量稱量，而且能夠與其他設(shè)備進(jìn)行通訊，并將其檢測(cè)到的結(jié)果反饋到相關(guān)設(shè)備中去，其計(jì)量精度與速度得到極大的改善并且也是目前最為先進(jìn)的軌道衡稱重方式?？v觀電子軌道衡的發(fā)展歷史，其表現(xiàn)出測(cè)量精度更為準(zhǔn)確，測(cè)量速度不斷提升，能夠不斷的應(yīng)用新技術(shù)優(yōu)化稱量方式。隨著控制工藝過(guò)程的不斷改善，原有的電子軌道衡計(jì)量環(huán)節(jié)也與其他裝車環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭裝車的更優(yōu)控制。

二、電子皮帶秤在裝車配煤工作

（一）電子皮帶秤概述

皮帶秤是在皮帶輸送機(jī)輸送物料過(guò)程中用來(lái)自動(dòng)稱重物料的，從采集數(shù)據(jù)到處理數(shù)據(jù)，再到數(shù)據(jù)顯示，都是自行完成的，只要做好維護(hù)點(diǎn)檢就可以了。我廠是煤炭洗選加工企業(yè)，輸送物料的主要設(shè)備是皮帶輸送機(jī)，它是一種應(yīng)用非常廣泛的散狀物料運(yùn)輸機(jī)械，而物料的稱重主要是靠電子皮帶秤來(lái)完成。電子皮帶秤主要由速度傳感器、稱重傳感器，秤架結(jié)構(gòu)、積算器儀表等組成。皮帶秤的結(jié)構(gòu)分類:單杠桿秤架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，用于計(jì)量精度要求不高的場(chǎng)合。雙杠桿秤架的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但計(jì)量精度較高，穩(wěn)定性較好。積算器有方便的操作界面，操作人員可以通過(guò)面板按鍵進(jìn)行一系列的功能項(xiàng)選擇、參數(shù)設(shè)定、操作和維護(hù)。儀表主板下端提供輸入端口和輸出端口，接收和發(fā)出各類信號(hào)。系統(tǒng)診斷命令用于系統(tǒng)故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試。積算器的功能主要分為以下幾個(gè)方面：測(cè)量功能，監(jiān)測(cè)功能，打印功能，通信功能。測(cè)量功能主要有瞬時(shí)流量計(jì)算、流量累計(jì)量計(jì)算、稱的自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤。瞬時(shí)流量計(jì)算的方法是從稱重傳感器得到的單位皮帶長(zhǎng)度的重量信息(公斤／米)數(shù)據(jù)乘以從速度傳感器得到的皮帶速度(夥秒)數(shù)據(jù)，二者的相乘就是瞬時(shí)流量(公斤／秒)。也可轉(zhuǎn)換成工程單位值(公斤／4,時(shí)或噸／4 時(shí)等)。通過(guò)接口可以提供電流信號(hào)輸出，來(lái)反映瞬時(shí)量的變化。累計(jì)量是單位長(zhǎng)度的重量與運(yùn)行長(zhǎng)度的積算，即瞬時(shí)流量乘以皮帶運(yùn)行時(shí)間，得出累積量的噸數(shù)。秤流量是按噸／小時(shí)來(lái)記錄流量的，即皮帶秤每小時(shí)所輸送的物料量。積算器的自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤方法是在皮帶運(yùn)行時(shí)，積算器內(nèi)部的理論值與實(shí)際值相比較，根據(jù)偏差形成的原因，積算器就要進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，完成自動(dòng)調(diào)零，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤。積算器具有以下監(jiān)測(cè)功能：狀態(tài)提示、過(guò)程報(bào)警、設(shè)定錯(cuò)誤、設(shè)備故障。積算器的報(bào)警有：硬件故障報(bào)警、設(shè)定故障報(bào)警、皮帶打滑報(bào)警、高低瞬時(shí)流量報(bào)警、高低速度報(bào)警。屏上顯示的報(bào)警信息，通過(guò)面板按鍵和畫(huà)面復(fù)位、畫(huà)面控制來(lái)確認(rèn)并清除報(bào)警。為避免皮帶運(yùn)行的波動(dòng)、電壓的波動(dòng)等瞬時(shí)外界因素的干擾而產(chǎn)生的誤報(bào)警，可以設(shè)置延時(shí)報(bào)警功能。相關(guān)的報(bào)警可設(shè)定為提示報(bào)警顯示，此報(bào)警有記錄有提示但不影響運(yùn)行，設(shè)備急停報(bào)警顯示此報(bào)警有記錄有提示，表現(xiàn)為設(shè)備停機(jī)，影響運(yùn)行。積算器通過(guò)可選的通訊板可以連接串口打印機(jī)。積算器的通訊功能主要是串行通訊，使得遠(yuǎn)程智能設(shè)備能夠讀取積算器的內(nèi)容。

（二）電子皮帶秤的安裝接線

速度傳感器是一個(gè)速度檢測(cè)裝置，具體地說(shuō)，是用來(lái)檢測(cè)皮帶速度的。稱的速度傳感器探頭固定到測(cè)速滾筒的一側(cè)，與滾筒相連的是測(cè)速轉(zhuǎn)盤，測(cè)速轉(zhuǎn)盤上開(kāi)有對(duì)稱的空洞切割探頭信號(hào)，測(cè)速轉(zhuǎn)盤和滾筒相連為同步旋轉(zhuǎn)，皮帶運(yùn)行時(shí)，速度傳感器提供一系列脈沖，每個(gè)脈沖表示皮帶運(yùn)行的單位長(zhǎng)度，脈沖頻率和皮帶速度成正比關(guān)系，脈沖信號(hào)通過(guò)屏蔽線路輸送給積算器。皮帶輸送機(jī)的皮帶要和測(cè)速滾筒要緊密接觸，不能因?yàn)榇蚧驇煽宥绊憹L筒的真實(shí)速度。我們現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)速滾筒橫向安裝固定，和輸送機(jī)的縱向方向成垂直狀態(tài)，這樣可以防止皮帶跑偏的影響。我們定期做好測(cè)速滾筒兩端的軸承潤(rùn)滑工作。需要注意的是，不要把速度傳感器安裝在驅(qū)動(dòng)滾筒上。速度傳感器的電氣連接采用的是屏蔽電纜。皮帶秤的安裝位置，我們選擇在運(yùn)行平穩(wěn)的地方和皮帶張力變化最小的地方，躲開(kāi)下料口，距離下料口50 米的地方。當(dāng)然，凹形或凸形曲線的皮帶輸送機(jī)上不能裝秤，如果裝稱，測(cè)量將不會(huì)準(zhǔn)確;秤應(yīng)裝在防雨好的地方;而且裝有皮帶秤的輸送機(jī)上不應(yīng)有任何震動(dòng)裝置，否則皮帶震動(dòng)，影響測(cè)量準(zhǔn)確性。我們?cè)陔娎|鋪設(shè)過(guò)程中，稱重傳感器和速度傳感器的信號(hào)線和動(dòng)力電纜分開(kāi)敷設(shè)，防止干擾。儀表電源采用的是穩(wěn)定的照明用電，并且電壓穩(wěn)定。電子皮帶秤稱量準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性的關(guān)鍵取決于稱的正確安裝、調(diào)試和校驗(yàn)。只有解決好現(xiàn)場(chǎng)使用中的具體問(wèn)題，才能給配料監(jiān)控者提供可靠的稱量數(shù)據(jù)。

（三）電子皮帶秤校驗(yàn)

先要精確測(cè)量皮帶一周圈的長(zhǎng)度。在皮帶上做一個(gè)易于觀察的顯著標(biāo)識(shí)，開(kāi)啟皮帶并以正常的速度運(yùn)行，當(dāng)標(biāo)識(shí)通過(guò)設(shè)定的參考點(diǎn)時(shí)，用秒表開(kāi)始計(jì)算皮帶5 周整數(shù)圈的運(yùn)行時(shí)間，再算出運(yùn)行一圈的平均時(shí)間。然后將皮帶一周圈的長(zhǎng)度、運(yùn)行一圈所用的時(shí)間輸入儀表，并進(jìn)行一次倒計(jì)時(shí)皮帶運(yùn)行，倒計(jì)時(shí)結(jié)束即完成了測(cè)試周期的建立。讓皮帶至少運(yùn)行半小時(shí)，再開(kāi)始調(diào)零，零點(diǎn)校準(zhǔn)至少要進(jìn)行5 次，用以觀察零點(diǎn)穩(wěn)定性，零點(diǎn)穩(wěn)定正常后記錄零點(diǎn)值。在皮帶秤空載的情況下，通過(guò)去皮調(diào)零的方法，認(rèn)為此時(shí)積算器檢測(cè)到的值為0，當(dāng)有物料通過(guò)時(shí)，檢測(cè)實(shí)際流量。皮帶秤校準(zhǔn)類型有電子校準(zhǔn)、掛碼校準(zhǔn)、鏈碼校準(zhǔn)、物料校準(zhǔn)。其中鏈碼校準(zhǔn)是把用以校準(zhǔn)的鏈碼放在皮帶上，這種方法最接近實(shí)際工作狀態(tài)，所以我們的皮帶秤采用的就是鏈碼校準(zhǔn)的方法。鏈碼校準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行間隔校準(zhǔn)，獲得合適的間隔值。進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)、間隔校準(zhǔn)可以使測(cè)得的測(cè)量值更準(zhǔn)確。當(dāng)皮帶料運(yùn)行一段時(shí)間后，再執(zhí)行零點(diǎn)和間隔校準(zhǔn)，保證測(cè)量值更準(zhǔn)確，以后形成定期檢查校準(zhǔn)皮帶秤的習(xí)慣。間隔又稱秤量間距，即重量顯示器對(duì)秤的承載器上單位標(biāo)準(zhǔn)重量變化所顯示的數(shù)值。也可理解為稱重積分采樣次數(shù)的參考值。當(dāng)稱重儀表所顯示的數(shù)值未必與承載器上的單位標(biāo)準(zhǔn)重量相一致時(shí)，我就要進(jìn)行間隔校準(zhǔn)。

（四）皮帶秤的維護(hù)日常維護(hù)要保持稱架的干凈，裝載物料的皮帶表面也要清潔，稱重托輥應(yīng)該潤(rùn)滑良好

建議每隔一天檢測(cè)零點(diǎn)，每周間隔校準(zhǔn)觀察結(jié)果。測(cè)速滾筒的潤(rùn)滑，要求每月潤(rùn)滑一次，每周檢查一次。每周檢查電源、端子接線是否可靠。檢查所有的屏蔽電纜接線是否規(guī)范良好。儀表要干凈整潔。每周檢查現(xiàn)場(chǎng)的稱重傳感器要連接緊固良好，懸掛良好，接線良好無(wú)損壞。每周檢查速度傳感器要緊固良好，接線良好無(wú)損壞，防護(hù)罩安全堅(jiān)固，測(cè)速滾筒潤(rùn)滑運(yùn)轉(zhuǎn)良好，無(wú)異響。零點(diǎn)漂移的發(fā)生也會(huì)影響間隔校準(zhǔn)，隨之引起間隔漂移。存在零點(diǎn)漂移的原因有:稱重橋架上積料、稱重橋架內(nèi)卡有石塊、煤濕引起皮帶粘料、運(yùn)行皮帶的波動(dòng)、皮帶在運(yùn)行中的自然伸長(zhǎng)出現(xiàn)的松垮打滑、積算器電流板的損壞等。存在間隔漂移的原因有:輸送機(jī)皮帶張力的改變，測(cè)速傳感器的位移丟失脈沖、稱重傳感器的線性比差、電子測(cè)量元件的故障等。

三、皮帶秤在選煤廠裝車配煤應(yīng)用

該礦選煤廠裝車配煤系統(tǒng)分為1 號(hào)和2 號(hào)兩套系統(tǒng)。每套系統(tǒng)的裝車運(yùn)輸能力是5000 噸每小時(shí)，是由30 臺(tái)給料機(jī)，2 條配煤皮帶，還有一條皮帶為混煤裝車皮帶，還有就是配套的稱重裝車系統(tǒng)。每套裝車系統(tǒng)的3條皮帶對(duì)應(yīng)安裝了3 臺(tái)皮帶秤，用來(lái)稱重動(dòng)態(tài)物料。皮帶秤在我廠的應(yīng)用非常廣泛，我廠經(jīng)過(guò)洗選加工后的煤，根據(jù)煤的熱值和粒度進(jìn)行產(chǎn)品煤的分倉(cāng)儲(chǔ)存，當(dāng)有火車過(guò)來(lái)拉煤時(shí)，根據(jù)電廠及其他用戶熱值和粒度的要求，進(jìn)行配比給料，這樣就要通過(guò)皮帶秤的瞬時(shí)流量來(lái)監(jiān)測(cè)給料機(jī)的下料情況，也監(jiān)測(cè)各個(gè)配煤皮帶的煤流量，配煤皮帶的煤量匯積到裝車皮帶后進(jìn)入裝車系統(tǒng)煤倉(cāng)，然后通過(guò)裝車溜槽裝到火車上。在這個(gè)過(guò)程中，皮帶秤的準(zhǔn)確性很重要，要求計(jì)算準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，誤差小，通過(guò)瞬時(shí)流量和累積量反映皮帶的裝車配煤情況。我廠的裝車配煤給料系統(tǒng)是PLC 自動(dòng)化集中控制工作方式，給料系統(tǒng)的遠(yuǎn)程PLC 是控制整個(gè)給料機(jī)和皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，裝車系統(tǒng)的PLC 是控制整個(gè)裝車站系統(tǒng)的運(yùn)行，它們之間又通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信連接在一起。PLC 裝置裝有各種模塊，主要有電源模塊、CPU 模塊、通訊模塊、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、遠(yuǎn)程通信適配器。通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)面監(jiān)控給料機(jī)系統(tǒng)、膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)、裝車站系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時(shí)也監(jiān)控著6 臺(tái)皮帶秤運(yùn)行。給煤機(jī)的下煤量可以通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上的頻率調(diào)節(jié)按鈕隨時(shí)調(diào)節(jié)，即通過(guò)改變變頻器的頻率來(lái)改變給煤機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變轉(zhuǎn)速而達(dá)到改變給料量的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)給煤機(jī)給煤量的連續(xù)控制。裝車前，先把車號(hào)、裝車節(jié)數(shù)、每節(jié)裝煤量、該列總的裝煤量、日期時(shí)間等參數(shù)輸?shù)接?jì)算機(jī)中，作為裝車系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然后操作員根據(jù)煤質(zhì)熱值要求來(lái)確定啟動(dòng)的皮帶數(shù)量和各個(gè)煤倉(cāng)給料機(jī)的啟動(dòng)數(shù)量及給煤量。再操作計(jì)算機(jī)啟動(dòng)裝車設(shè)備、膠帶輸送機(jī)、運(yùn)行給煤機(jī)。運(yùn)行過(guò)程中的煤量控制，由配煤?jiǎn)T根據(jù)皮帶秤返回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)隨時(shí)調(diào)節(jié)給煤機(jī)的下煤量，以保證膠帶輸送機(jī)上的給煤配比符合所需熱值的要求。當(dāng)然膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)之間存在一定的閉鎖關(guān)系。

結(jié)束語(yǔ)：基于工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，帶動(dòng)了生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)步，配料生產(chǎn)中需要的高性能電子皮帶秤也在增多。因此，要求皮帶秤具有操作方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、和其他設(shè)備的兼容性要好、滿足網(wǎng)絡(luò)要求的功能。用戶根據(jù)實(shí)際條件的不同，在配料系統(tǒng)中選擇一套合理、完善、經(jīng)濟(jì)的皮帶秤就顯得尤為重要。