七：煤量测量(称重式给煤机测量原理及定度)

CPU板是系统的主要部分，通过它才能实现对系统的控制。数字输入和键 盘命令由软件处理之后按需要将处理结果以数字信号输出或送给显示器。所 有的数字I/O信号都是采用光电偶合器与系统隔离的，防止串进强电而引起设 备损坏，也防止了因噪声干扰而产生的操作故障。
7.4 196NT CPU板
7.4 196NT CPU板
7.4 196NT CPU板

196NT CPU板总成安装在微处理机控制柜门背面的折页式面板上，它与 给煤机的其它电控部分是电磁屏蔽的。它包括一个16MHz、16位嵌入式控制 器、存储器和数字接口电路。将称重传感器信号放大、转换为数字信号的模 拟电路也位于这块电路板上。显示器的键盘总成直接通过电缆连接到CPU板 总成上。
7.12 给煤率测量和控制电路

皮带的速度通过连接在电机轴上的交流测速器的输出 频率周期来确定。使用微处理机与参考振荡器，测量 精度为0.025%。频率信号周期的测量乘以另一个校准 系数（给煤机校准期间确定）获取一个表示每秒钟皮 带运行速度的数值。最后，皮带速度和重量相乘得到 给煤率，之后将其结果与命令的给煤率相比较，以确 定误差并控制转速控制器。
显示选择键(1)


显示器上有三种累计重量显示选择：称重式累计重量、 容积式累计重量和总累计重量（称重式和容积式重量的 和）。显示器上方的40字符行给出了输送物料的累计重量， 还可用于显示功能键、数字输入值和特殊功能。显示器不 作他用时，将显示输送物料的累计重量。 这里所说的称重就是根据称重系统称出的输送物料的 重量。 容积方式是指称重系统处于故障状态时，以假设在称重 跨距上的重量表示输送物料的重量。假设重量是称重系统 失灵之前已称量物料的平均值，这个重量用于确定输送物 料的密度。容积计量对精度没有保证，如果物料密度不一 致会有相当大的误差，因而保留一个单独的合计值。

7.11 字母数字显示器/键盘
诊断错误代码

当ALARM（报警）或TRIP（跳闸）发生时，内部 将会存储错误代码的编号，以便查找问题的根源。需 查找错误代码时，可按下ERROR RECALL（错误信息 调用）键，诊断信息将出现在显示器上。错误代码所 表示的信息在控制面板后面可以查到，能帮助维护人 员查明报警或者跳闸原因。

7.11 字母数字显示器/键盘
显示选择键(2)
每次按下TOTAL SELECT（累计选择）键时，显示器的上面 一行就会在以下三种计量显示方式Gravimetric Total（称重累计）, Volumetric Total（容积累计）或Material Total（物料累计））之间 切换。 所有计量方式的数值都是连续累加的，而不用考虑显示模式 。当一个累加器满量程时，它将从零开始重新计数，但不会影响另 外两个总量累加器。
7.12 给煤率测量和控制电路

微处理机按如下所述来计算给煤机的给煤率。从 一只称重传感器的输出进行测量采样，通过微处理机 内的模拟数字转换器将信号转换为数字信号（二进 制），其分辨率为65,000分之一（16位）或0.00153%， 此数与存储在RAM中的参数相比较，然后对另一个称 重传感器实施同样的操作，将信号互相比较，从而进 一步验证其有效性。如果信号被确定为无效，给煤机 就转向容积计量操作，控制器使用内存中密度平均值 所产生的模拟称重传感器输出。如果信号被确定为有 效，两只称重传感器的信号累加并且扣除皮重，所得 结果乘以校准系数（给煤机校准期间确定）便获得单 位皮带长度上的物料重量。获得的结果存储于RAM。
7.12 给煤率测量和控制电路
7.11 字母数字显示器/键盘
7.11 字母数字显示器/键盘

如上图所示，命令是通过微处理机面板上的键盘输入到控制器的。 在操作键盘时必须松开小门上的螺丝将其打开。为了保持控制柜密封性， 在不使用键盘时必须将小门关紧。小门上装有透明的窗子，使操作者不 必打开小门即可检查给煤机的运行状况。 键盘含有两种颜色的键：白色键和蓝色键。白色键是给煤机运行方式 REMOTE/OFF/LOCAL（远方/停止/就地）的选择键，它们是经常使用的 键。选择某种工作方式时，按LED指示灯下方键的中心部位。蓝色键是 功能键和数字键。
7.12 给煤率测量和控制电路



给煤机的称重信号由两个支撑着称重辊的称重传感器产 生，称重辊的每一侧都有一个称重跨距辊，它们精确地定 义了称量物料的皮带给定长度。每支称重传感器支撑了称 重跨距上25%的物料重量，称重传感器的输出为一种表示 皮带单位长度上物料的公斤数的重量信号。这一重量数据 提供给控制给煤机运行的给煤率计算公式中。公式如下： 重量（Kg/M）x皮带速度（M/SEC）=给煤率 （Kg/SEC） 给煤机控制器可以接受内部给煤率设置值或用户给煤 率命令信号，此信号与从皮带上测量的重量、皮带转速和 其它参数计算出的给煤率相比较，从而得到控制电机转速 的偏差信号。同时，软件提供了系统稳定性的补偿，也就 是说，由于微处理机已经存储了所有的系统参数和极限值， 而偏差信号包含了这些设置，因而不需要再对转速控制器 进行调整。

7.11 字母数字显示器/键盘
显示选择键(4)

RATE（给煤率）显示了称重方式下给煤机运行时的 当前给煤率，或容积方式下使用物料平均密度计算出 来的给煤率。
DENSITY（密度）显示了称重方式下皮带上物料的密 度，它以公斤每立方米为单位。在容积方式下，显示 的密度就是称重系统失灵之前所确定的平均密度。 SPEED（速度）显示了给煤机皮带驱动电机的转速， 单位为转每分钟。
状态LED（发光二极管）2

ALARM（报警）（红色）：说明存在着需要注意的问题， 但还没有严重到需立即停止给煤机的运行。

TRIP（跳闸）（红色）：说明存在着严重的问题，而 且给煤机已经停止运行。 VOLUMETRIC（容积式）（红色）：说明称重系统或电 气存在故障而使给煤机不能在称重方式下运行。



7.11 字母数字显示器/键盘
皮带反转

为了反向运行给煤机皮带（皮带从出 煤口向入煤口运行），按OFF键之后按 F2键，这时显示器上显示REVERSE（反 向），按下LOCAL或JOG键时皮带就会 按显示器上显示的方向上转动。按OFF键 可退出反转功能。
7.11 字母数字显示器/键盘



7.5 微处理机存储器

微处理机的程序是用C语言编程的. 微处理机采用一个永久性只读存储器，所有构成系统软件程序的操作 指令都存储在EPROM中，保证了控制程序在供电中断时不至丢失。
7.6 给煤机电子控制装

称重式给煤机的电子控制装置位于微处理 机动力控柜内，可实现远方/就地控制。
7.10 电源中断保护电路

如果断电时给煤机的内存数据被删除，那么甚至在 此后恢复供电时给煤机也会停止运行。为了防止这样的 事情发生，在微处理机控制器内设置了电源中断保护电 路，一旦探测到供电线路故障时，就会立即存储所有输 入和输出的数据和运行参数。从而使得在供电恢复后给 煤机以一种有序的方式得到恢复，并保持原有的运行方 式。
7.1 电源板
7.2 输入信号转换卡（A1卡）

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输入信号转换卡的功能是将用户燃料 命令的标准信号转换为0-10 kHz频率信号， 以便与微处理机系统连接。
7.3 频率/电流转换卡 （A2卡）/（A3卡）


频率/电流转换卡为用户提供一个给煤率反馈信号。 此转换卡将微处理机输出的数字信号转换成4-20mA的 电流信号，送至DCS,此信号是单极性的。
7.11 字母数字显示器/键盘
状态LED（发光二极管）1


键盘面板上的5只LED（发光二极管）显示出了给煤机 的当前运行状态。 RUNNING（运行）（绿色）：皮带驱动电机通电启动时点 亮。 FEEDING（给煤）（绿色）：电机启动并且皮带上有煤开 关闭合（煤流信号）

7.11 字母数字显示器/键盘



7.11 字母数字显示器/键盘
键盘自锁特性

给煤机的编程中含有锁住键盘上选择键的特殊功 能，从而可以防止因偶然的或未经准许的对参数的修 改。如想激活这一特性，用户可以在107和117之间连 接一个跨线，此时显示面板右下部显示为KEYS LOCKED（键盘已上锁），这时所有的参数输入都将 被禁止。这种闭合锁住了CAL 1，CAL 2和TOTAL RESET键，只允许在TRIM（调整）和SETUP(设置)状 态下进行参数验证。需要修改给煤机运行参数、复位 计数器或校准给煤机时，必须先将跨线拆除或打开键 盘锁开关。
7.4 196NT CPU板

微处理机和系统模拟部分的连接是通过转换电路完成的。从 外部模拟装置进入微处理机的信号首先必须进行模/数转换。当微 处理器必须控制一台外部模拟装置时，其输出是以频率的形式送 到频率/电流转换卡.
功能示意图的隐含部分是存储在EPROM内的软件。在软件中 最为重要的信号（如电机转速回路和命令信号输入）将得到最快 速的处理以实现良好的控制，而次要的信号（如继电器输出）将 以较慢的速度进行处理。 直接访问CPU板如我们在的输入只是键盘和称重传感器，所有其 它I/O信号是通过位于电源板上的光电偶合器隔离，从而使系统具 有极佳的抗干扰
7.称重式给煤机 测量原理及定度
7.1 电源板




电压 设备 ＋5VDC 微处理机、CMOS电路、显示器和转换卡 ＋10VDC 称重传感器和放大器 －10VDC 放大器 ＋15VDC 校准探头 －15VDC 光耦输入和校准探头 20VAC隔离电源 ±15 VDC的供电是与逻辑放大器供电绝缘的。此外，存在着用于 为继电器线圈供电的未整流电压，这是+15伏电源的滤波端提供的。同 时还有两个20 VAC电源用于给独立的给料速度转换卡（A2）和/或 （A3）供电。每个转换卡板上都有滤波器和稳压器。 从电源向控制器板施加的电压是通过一根六芯电缆提供的.
7.8 微处理机/电控柜

微处理机/动力控柜含有变频驱动电机转 速控制器、196NT微处理机控制电器、 变压器、继电器和其它用于给煤机转速 控制系统的组件。
7.9 给煤机微处理机控制器



微机给煤机电子控制系统是按照使用条件较差、经常发生动 力干扰的电厂环境下运行而设计的。它使用专用的电路、软件程 序和永久性存储器来存放数据、程序和操作参数，这就使得系统 在临时性掉电之后能够使给煤机在控制下恢复运行。 微处理机装于电控柜内，其柜门键盘处带有一个玻璃门，键盘 /显示器总成构成了与环境相对密封的面板，其周围与箱门之间 加有密封垫。 给煤机控制器由四个硬件组成：一个电源、一块CPU板、一个 键盘/显示器总成和一个变频驱动电机转速控制器。。


按下一个键时，VF显示器上会有所变化以确认键下的薄膜开关已被成 功地激活。
7.11 字母数字显示器/键盘 键盘命令 位于键盘上部中央的带有LED指示灯的三个白键，功能为 选择给煤机的运行方式，即远程控制、关闭或就地控制。 REMOTE给煤机可以接受用户允许运行的继电器和命令信号 进行控制。OFF停止给煤机。LOCAL是以选定速度控制方式 运行给煤机。如果在就地控制方式时皮带上载有物料，给煤 机将会在延迟两秒钟后停机。 按下任一白键都可使给煤机在选定的方式下运行，同时也 可以复位ALARM（报警）或TRIP（跳闸）显示，使面板上 的红色指示灯灭，断开相应的继电器接点。 按下并保持JOG（点动）键可使皮带驱动电机在保持时间 内转动，这一命令用于检查电机的运转情况或在检修时缓慢 移动皮带。给煤机必须处于OFF状态才能使用此键。
7.11 字母数字显示器/键盘
显示选择键(3)


有时需要将累加器全部复位，这时可按下TOTAL RESET （全部复位）键并保持两秒钟。一旦复位后就不能再调用 以前累加器的数值。 按下INFO SELECT（信息选择）键时，显示器的下面 一行显示信息就会在以下三种方式（RATE（给煤率）， DENSITY（密度）或SPEED （速度））之间切换。这些 显示是循环的，松开按键时将在显示器左下侧出现所选定 的显示方式。