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本文通過(guò)對(duì)配料電子皮帶秤在使用過(guò)程中存在問(wèn)題的分析，找出影響配料皮帶秤計(jì)量準(zhǔn)確度的各種原因。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況 ，提出具體的改造方案，并論證。改造后，運(yùn)行良好。
現(xiàn)代的冶金、化工、食品、建材等企業(yè)越來(lái)越重視生產(chǎn)配料 ，在很多時(shí)候，配料準(zhǔn)確度的優(yōu)劣決定了產(chǎn)品質(zhì)量的好壞和生產(chǎn) 效益的高低。而在配料生產(chǎn)過(guò)程中，原料稱(chēng)重的控制是最重要的 環(huán)節(jié)。原料稱(chēng)重控制的準(zhǔn)確度及可靠性是整個(gè)配料控制過(guò)程的關(guān) 鍵部分。目前市場(chǎng)上配料秤產(chǎn)品最突出的缺點(diǎn)就是計(jì)量誤差較大 ，無(wú)法保證高效生產(chǎn)對(duì)物料計(jì)量誤差的要求。大部分產(chǎn)品說(shuō)明書(shū) 標(biāo)注的計(jì)量誤差是±１％～２％，而在實(shí)際的使用環(huán)境中 ，運(yùn)行中的計(jì)量誤差通常在± ５％，甚至更高。在線的 皮帶秤配料系統(tǒng)采用的稱(chēng)量裝置通常分為集 傳感技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的電子秤和集電子技術(shù) 與核子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的核子秤。由于各自的工作原理 即配料模式不同，其生產(chǎn)適用性和準(zhǔn)確度也大不相同。自動(dòng)化配料控制系統(tǒng)的配料模式分為靜態(tài)配料模式和動(dòng)態(tài)配料模式，包括 靜態(tài)計(jì)量、配料電子皮帶秤計(jì)量、核子秤計(jì)量等，各種模式分別 適用于不同的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)。通常靜態(tài)配料模式一般采用料斗秤，按 靜態(tài)計(jì)量準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為允差±０．１％。我廠東方銅業(yè) 公司鼓風(fēng)爐主要是靜態(tài)配料控制系統(tǒng)；動(dòng)態(tài)配料模式可采用配料 電子皮帶秤或核子秤，按動(dòng)態(tài)計(jì)量的準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為允差 ± １％。我廠精鋅冶煉廠二車(chē)間、制團(tuán) ３＃ 系統(tǒng)、制 團(tuán) ４＃ 系統(tǒng)都采用動(dòng)態(tài)配料模式。
精鋅冶煉廠二車(chē)間的配料控制系統(tǒng)一直采用電子皮帶秤擔(dān)負(fù) 著煤、礦的計(jì)量任務(wù)。但近年來(lái)，由于設(shè)備技術(shù)狀況、使用環(huán)境 等因素的影響，致使計(jì)量失準(zhǔn)，工藝參數(shù)嚴(yán)重超差，極大地影響 了配煤比合格率，影響了我公司的經(jīng)濟(jì)效益。
動(dòng)態(tài)配料控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及計(jì)量誤差分析
（１）配料電子皮帶秤的構(gòu)成及工作原理
配料電子皮帶秤一般由機(jī)械秤架、稱(chēng)重傳感器、測(cè)速傳感器、稱(chēng) 重顯示儀表等四部分構(gòu)成。當(dāng)皮帶輸送物料時(shí)，稱(chēng)量段上的物料 重量通過(guò)皮帶稱(chēng)量托輥載臺(tái)作用于稱(chēng)重傳感器，稱(chēng)重傳感器將重 量信號(hào)（ｍｖ 級(jí)）送入運(yùn)算器，經(jīng)過(guò)放大、濾波、Ａ／Ｄ 轉(zhuǎn)換 等變換成數(shù)字信號(hào)。裝在回程皮帶上的測(cè)速傳感器把皮帶運(yùn)行的 速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，送入運(yùn)算器。運(yùn)算器將兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行 乘積運(yùn)算，從而得出物料的重量累計(jì)值及瞬時(shí)量并顯示。運(yùn)算器 的計(jì)算方法一般有積分法和累加法兩種數(shù)學(xué)模式。
（２）誤差原因分析
由配料皮帶秤結(jié)構(gòu)原理及重量累積值的計(jì)算方法可知，它的計(jì)量 準(zhǔn)確度是由稱(chēng)重傳感器與測(cè)速傳感器所檢測(cè)到的單位長(zhǎng)度上的物 料重量以及皮帶運(yùn)行速度決定的。在實(shí)際稱(chēng)量過(guò)程中，由于稱(chēng)重 托輥的非準(zhǔn)直度，皮帶張力及皮帶運(yùn)行阻力等“皮帶效應(yīng) ”的影響，使得皮帶秤具有由其組成結(jié)構(gòu)及工作方式?jīng)Q定 的計(jì)量誤差。它的現(xiàn)場(chǎng)安裝與使用也是引起計(jì)量誤差的因素。因 此，配料皮帶秤的計(jì)量誤差可分為以下幾個(gè)方面：
１）稱(chēng)重力誤差稱(chēng)重力誤差是配料皮帶秤誤差分量中最主要的部 分，它主要由稱(chēng)重托輥的非準(zhǔn)直度及皮帶張力變化引起。
２）皮帶速度誤差皮帶速度誤差主要由測(cè)速傳感器、皮帶跑偏引 起的。
３）信號(hào)處理誤差信號(hào)處理誤差是稱(chēng)重顯示儀表對(duì)稱(chēng)重傳感器與 測(cè)速傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、Ａ／Ｄ 轉(zhuǎn)換等處理運(yùn) 算過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。
４）校準(zhǔn)誤差校準(zhǔn)誤差產(chǎn)生的原因：①校準(zhǔn)方法與校準(zhǔn)周期②校 準(zhǔn)時(shí)配料皮帶秤與皮帶機(jī)系統(tǒng)的工作狀況與日常計(jì)量時(shí)的狀況之 間，存在著諸如皮帶張力、皮帶轉(zhuǎn)圈數(shù)等方面的差異。
５）環(huán)境影響誤差環(huán)境影響誤差主要由溫度、濕度、振動(dòng)和電磁 干擾等引起。
改造方案
通過(guò)以上對(duì)配料皮帶秤計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因的分析，結(jié)合配料控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際，我們對(duì)配料 １＃、２＃ 系統(tǒng)的煤秤、 礦秤提出了新的改造方案。
（１）配料皮帶秤秤架
通過(guò)配料皮帶秤的物料重量，首先需要用稱(chēng)量框架把物料重量傳 遞給稱(chēng)重傳感器，并且要求它僅傳遞物料對(duì)皮帶的垂直作用力， 而不把任何水平分力傳給傳感器。因此，配料皮帶秤架的結(jié)構(gòu)與 運(yùn)行狀況的變化，都會(huì)引起稱(chēng)重力誤差。原配料皮帶秤采用 Ｘ Ｅ１ 型秤架。該秤架靠機(jī)械杠桿傳遞力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差 ，受力不合理。由于支點(diǎn)摩擦力矩的存在，皮帶載荷時(shí)杠桿撓度 對(duì)計(jì)量托輥位移的影響，特別是由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較差常導(dǎo)致計(jì)量箱 內(nèi)支點(diǎn)、杠桿和傳感器積塵。這些因素使秤架很難將皮帶載荷按 一定比例傳遞給傳感器，造成ｍｖ級(jí)信號(hào)偏差較大?，F(xiàn)在我們選 用 ＸＥ２ 型懸浮式秤架。該秤架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，無(wú)支點(diǎn) ，無(wú)杠桿，四支傳感器安裝在皮帶下方，被測(cè)物料經(jīng)皮帶和稱(chēng)量 框架直接作用在傳感器上。而且秤體采用封閉聯(lián)接，無(wú)任何積料 、卡料之處，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。計(jì)量托輥采用多托輥組。其特點(diǎn)： 有效稱(chēng)量段長(zhǎng)，皮帶不均勻荷重、皮帶跑偏等對(duì)稱(chēng)重準(zhǔn)確度及穩(wěn) 定性的影響較小。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況條件和生產(chǎn)要求，配料皮帶秤的 主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表 １ 所示。
（２）稱(chēng)重傳感器
稱(chēng)重傳感器是配料皮帶秤力與電轉(zhuǎn)換的核心部件，它的形式和性 能指標(biāo)決定了測(cè)力的準(zhǔn)確度，也是引起稱(chēng)重力誤差的一個(gè)主要因 素。
１）稱(chēng)重傳感器數(shù)量原配料電子皮帶秤裝有一支傳感器，運(yùn)行過(guò) 程中因皮帶跑偏、物料在皮帶上堆積偏向一側(cè)引起偏心載荷，影 響準(zhǔn)確度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸送機(jī)運(yùn)行的實(shí)際情況，我們選用四只傳感 器，四只傳感器采用并聯(lián)工作方式。保證稱(chēng)量準(zhǔn)確度。
２）稱(chēng)重傳感器量程為保證配料皮帶秤稱(chēng)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，克服 傳感器在低量程段線性度差的缺點(diǎn)，傳感器的量程應(yīng)根據(jù)皮帶秤 的最大流量來(lái)選擇。在實(shí)際工作中，要求傳感器的有效量程（配 料皮帶秤最大瞬間荷重）介于最大量程的２０％～８０％之間。 
（３）稱(chēng)重顯示儀表
用 ＣＦＣ－２００ 演算器取代 ＥＨ－７７５ 演算器。ＣＦＣ －２００ 稱(chēng)重儀表沒(méi)有模擬調(diào)節(jié)部分，用數(shù)字就能調(diào)節(jié)零點(diǎn)和 量程，一次調(diào)整就能記憶，能夠很容易的進(jìn)行高精度的調(diào)整。重 量信號(hào)的輸入，通過(guò)高分辨率的 Ａ／Ｄ 轉(zhuǎn)換器，以 ２５ 次 ／ 秒的速度取入 ＣＰＵ，能保證± ０．１％的直線性 。另外由于采用了長(zhǎng)線比例補(bǔ)償，能保證高精度稱(chēng)重儀表測(cè)量。
（４）校準(zhǔn)方式
目前，配料皮帶秤的校準(zhǔn)方法有：掛碼校準(zhǔn)，鏈碼校準(zhǔn)和實(shí)物校 準(zhǔn)三種。其中掛碼校準(zhǔn)與鏈碼校準(zhǔn)只能在一定條件下校驗(yàn)配料皮 帶秤的重復(fù)性而不能確定配料皮帶秤的準(zhǔn)確度。實(shí)物校準(zhǔn)則不同 ，它的實(shí)質(zhì)是化動(dòng)態(tài)為靜態(tài)的一種校驗(yàn)方法，是配料皮帶秤量值 溯源的最準(zhǔn)確的方法，校準(zhǔn)結(jié)果真實(shí)可靠。配料皮帶秤是對(duì)動(dòng)態(tài) 物料進(jìn)行連續(xù)累積稱(chēng)量，它的準(zhǔn)確度的保持，依賴于頻繁的日常 校準(zhǔn)工作。我們采取了責(zé)任追究、日常巡檢、加大實(shí)物校準(zhǔn)力度 、縮短校準(zhǔn)周期和加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)等措施，確保配料皮帶秤的準(zhǔn)確 計(jì)量。
（５）改善環(huán)境條件
儀表室加裝空調(diào)，確保溫度、濕度指標(biāo)達(dá)到儀表正常運(yùn)行的要求 。配料皮帶秤安裝地段遠(yuǎn)離振動(dòng)源。儀表電纜敷設(shè)遠(yuǎn)離三相交流電源及大功率的電磁設(shè)備。
３配料皮帶秤改造方案實(shí)施
（１）系統(tǒng)安裝
由輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)原理可知，驅(qū)動(dòng)輪處張力較大，因此在保證稱(chēng)重 結(jié)果不受輸送機(jī)尾輪影響的前提下，配料皮帶秤應(yīng)安裝在靠近尾 輪的直線段上，并與下料口的距離不小于額定速度時(shí)皮帶 １Ｓ 移動(dòng)距離的 ２～５ 倍。
（２）調(diào)試
１）零點(diǎn)校準(zhǔn)根據(jù)規(guī)程要求，配料電子皮帶秤零點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)，皮帶 空載運(yùn)行整數(shù)圈后，儀表顯示的零點(diǎn)允許值應(yīng)按如下的方法計(jì)算 （以煤秤為例）：最大瞬間荷重：３０ｋｇ有效稱(chēng)量段長(zhǎng)度：２ ｍ皮帶全長(zhǎng)：１２．７８ｍ皮帶整圈數(shù)：４計(jì)量精度：± ０．５％根據(jù)配料皮帶秤參數(shù)計(jì)算可得：煤秤：零點(diǎn)允許值＝３ ０／２×\u65297X２．７８ ×\u65300X×\u65288X±\u65296X．５％）＝ ３．８（ｋｇ）
２）實(shí)物校準(zhǔn)
分別用最大流量４０％和８０％的物料校驗(yàn)（物料量為該配料皮帶秤最小刻度的１０００倍以上的重量）。
３）掛碼校驗(yàn)
由于實(shí)物標(biāo)定所需要的設(shè)備、人員都比較多，費(fèi)用比較大，所以 每次實(shí)物標(biāo)定以后，我們都用掛碼的方法來(lái)取得經(jīng)驗(yàn)值，以后都 用這個(gè)經(jīng)驗(yàn)值來(lái)考查該秤的計(jì)量精度（除非發(fā)生了特殊的機(jī)械故 障）。準(zhǔn)備負(fù)荷率相應(yīng)的檢棒，重量計(jì)算方法如下：檢棒的重量 ＝ 最大瞬間荷重× ４０％（８０％）將相應(yīng)的檢棒放在 稱(chēng)量框架上，進(jìn)行校驗(yàn)，同時(shí)計(jì)下儀表示值，重復(fù)幾次，取平均值作為該檢棒的經(jīng)驗(yàn)值。。
皮帶秤運(yùn)行及效果分析
配料皮帶秤控制系統(tǒng)改造完畢投入使用以后，經(jīng)過(guò)一年多的 運(yùn)行，狀態(tài)良好，工作流量比較穩(wěn)定。在日常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，兩臺(tái) 配料皮帶秤均運(yùn)行在有效稱(chēng)量范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)多次抽查，掛碼校準(zhǔn) 結(jié)果均在誤差范圍內(nèi)。配料控制器系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)這次技術(shù)改造，提高了配料電子皮帶秤的計(jì)量準(zhǔn)確度，為工 藝平穩(wěn)操作提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。同時(shí)降低了故障率，提高了 工作效率。實(shí)踐證明，這次改造是成功的，為企業(yè)的節(jié)能降耗提 供了有力的保障，達(dá)到了預(yù)期的效果。

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