电子皮带秤控制器的使用实践

电子皮带秤控制器的使用实践

原料配料站的计量、控制问题在许多生产线都出现过计量不准，配料不稳定情况。广东塔牌水泥集团有限公司为确保配料计量准确，进行了利用ＤＣＳ（集散控制系统）实现电子皮带秤控制器功能的技术改造并获成功。改造后该集团的各台秤的计量精度和流量控制均满足了生产控制要求。另外还详细介绍了电子皮带秤的零点标定、实物标定、流量控制等方法与措施。

电子皮带秤是皮带输送机输送固体散状物料过程中对物料进行连续自动称重的一种计量设备，它可以在不中断物料流的情况下测量出皮带输送机上通过物料的瞬时流量和累积流量。但由于水泥厂物料特别是原料配料站物料的特殊性，导致计量和控制效果不理想。对此，我们采取的改造措施是：利用ＤＣＳ（集散控制系统）实现电子皮带称控制器功能，从而达到其计量精度和控制要求。在改造中参考了重庆电子皮带秤仪表的设计。

１电子皮带秤的控制器功能

当皮带输送物料时，称量段上的物料重量通过皮带秤量拖辊载台作用于称重传感器，称重传感器将重量转换成电信号（ｍＶ级）送入称重控制器，经过放大、滤波、Ａ／Ｄ转换成数字信号。装在从动轮上的测速传感器把皮带运行的速度信号转换成脉冲信号，送入控制器，经过一系列运算转换成数字信号。控制器根据输入的信号进行运算，从而得出物料的瞬时流量和累计质量值，并输送到上层控制系统（如ＤＣＳ）中显示。同时，控制器根据接收到的上层控制系统设定的流量信号，控制电机的速度实现物料流量的稳定控制。这是电子皮带秤的一般工作原理，其中控制器是保证电子皮带秤正常工作的核心部件，负责信号的处理、物料流量的计算、物料流量的控制等主要功能。从实际使用情况看，可以省去电子皮带秤的现场控制器，完全通过ＤＣＳ实现电子皮带秤控制器的所有功能，既节约了企业的投资，又达到了比较好的控制效果。

２物料的流量计算

要在ＤＣＳ里面实现电子皮带秤现场控制器的功能，需要做好如下几个方面的工作：现场信号的处理、物料瞬时流量的计算、物料累计总量的计算、物料流量的控制、电子皮带秤的零点标定。其中的重点是物料计算，包括物料的瞬时流量计算和物料累计总量的计算。

根据电子皮带秤的工作原理可知，物料的瞬时流量计算公式：Ｆ＝ｋｖＱ，其中，Ｆ为流量，ｋｇ／ｓ；ｋ为称量系数；ｖ为皮带速度，ｍ／ｓ；Ｑ为称量段负荷，ｋｇ／ｍ。ｋ可通过实物标定获得，ｖ，Ｑ可通过处理现场传送过来的信号得到。

在实施由ＤＣＳ实现电子皮带秤控制器功能的改造中，我们没有使用测速传感器，而是直接使用变频器的输出信号。在现场分别测算出（也可以根据电子皮带秤的技术参数理论计算出）１００，２００，３００，４００Ｈｚ对应的线速度，通过折线函数将０～５００Ｈｚ信号转化为相应的线速度ｖ。

称量段负荷计算公式是：Ｑ＝２（Ｍｔ－Ｍ０）／Ｌ。Ｍｔ是现场荷重传感器传送过来的实时荷重信号，Ｍ０是电子皮带秤自身的皮带重量（通过电子皮带秤的零点标定获得，后面我们会提到），Ｌ是电子皮带秤的有效称量段的长度。实际使用中，现场传送过来的荷重信号变化比较大，影响了ＰＩＤ的自动控制。因此，现场传送过来荷重信号在通过滤波函数处理后才参与计算。

综上所述，物料瞬时流量的计算公式：Ｆ＝７．２ｋｖ（Ｍｔ－Ｍ０）／Ｌ物料总的流量计

算可通过对物料瞬时流量进行积分运算得到。∑Ｍ＝∫Ｆｄｔ进行积分运算时，要注意ＤＣＳ现场控制站主控制器的运算周期。物料瞬时流量使用的单位是（ｔ／ｈ）；如果主控制器的运算周期是１ｓ，那么积分运算的使用的参数是１／３６００；如果主控制器的运算周期是０．５０ｓ，那么积分运算的使用的参数是１／７２００；以此类推。

３电子皮带秤的零点标定

电子皮带秤的荷重传感器所测量的物质包括物料的重量和皮带的重量两部分，电子皮带秤的零点标定其实就是确定皮带自身的重量。在实际使用中，电子皮带秤的皮带的重量是不断变化的，我们使用的是

求算的皮带重量的平均数。如图１，每一台皮带秤都有一个按钮，当按钮按下时，表示电子皮带秤正在标定；当按钮弹起后，表示电子皮带秤的皮重已经确定。

零点标定时，要注意观察电子皮带秤的荷重信号的变化。一般情况下，我们要求皮重值稳定在某一个较小的范围内。以２００ｋｇ的荷重传感器为例，要求上下波动范围为±２．５ｋｇ；如果超过这个范围，就要求相关人员去现场检查电子皮带秤是否运行正常。

第一次零点标定前，应给电子皮带秤足够的运行时间，让设备机械部分的各个部件充分磨合。在电子皮带秤运行稳定后，再进行零点标定。在确定皮重后，从理论上而言电子皮带秤继续空载运行，物料累计总量是应该等于零；如果是相差较大，可再适当修改皮重值。确定皮重后，如果皮重值超过荷重传感器量程的３０％，就应该去现场检查电子皮带秤是否异常，如皮带是否会摩擦到称架，又或者是一些杂物卡住了皮带；如果无异常，我们就要考虑荷重传感器的选型是否合适，可考虑选择更大量程范围的荷重传感器。

电子皮带秤的零点标定画面和程序

４电子皮带秤的实物标定

电子皮带秤的零点标定完成后，我们会发现ＤＣＳ计算出来的物料瞬时流量值、物料的累计总量，与实际值相差较大。此时，我们可通过实物标定修改电子皮带秤的称重系数，从而减少这种误差。称重系数的计算公式：ｋ＝（ｋ０×Ｍ）／Ｍ０。ｋ表示新的称重系数、ｋ０表示旧的称重系数，Ｍ０表示ＤＣＳ计算出来的物料累计总量值，Ｍ表示实际的物料重量。标定时，电子皮带秤通过的物料输送到汽车，汽车把物料运到地磅进行称量，可获得实际的物料重量。电子皮带秤第一次标定称量系数时，可考虑首先使用砝码标定。砝码标定的称量系数具有一定的参考作用，但与实物标定最后所得的称量系数仍有较大的差距，而且每台秤的差距都不一样。因此，要使电子皮带秤的使用达到较好的效果，就一定要实物标定。电子皮带秤实物标定时，因各种因素的影响，如汽车、输送物料的通道、操作员的误操作等，都使得标定的系数出现反反复复的情况。即使第一次标定，

ＤＣＳ称量的数据与地磅数据相符，也需要再标定一次。电子皮带秤的第一次实物标定称量系数，一般需要五六次才能完成。表１是我公司实物标定的一组数据，仅供参考。电子皮带秤的标定工作并不是一劳永逸。在日陈晨科：利用ＤＣＳ实现电子皮带秤控制器的使用实践