皮帶秤在選煤廠(chǎng)中的應(yīng)用

魏建

摘 要：文章主要介紹了皮帶秤的工作原理，標(biāo)校方法，以及出現(xiàn)故障如何快速的找出故障點(diǎn)。隨著皮帶秤在洗煤廠(chǎng)的深入運(yùn)用，它不只是一種簡(jiǎn)單的計(jì)量工具，在高要求的洗煤工藝中也是比較重要的一環(huán)。另外，它直接與各種膠帶機(jī)，給煤機(jī)進(jìn)行閉所控制，實(shí)現(xiàn)了洗煤廠(chǎng)的自動(dòng)化生產(chǎn)。皮帶秤還可以通過(guò)對(duì)變頻器的轉(zhuǎn)速控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞：皮帶秤；計(jì)量；標(biāo)校；故障；節(jié)能降耗；自動(dòng)化

1 皮帶秤的組成

皮帶秤由四部分組成，分別為：稱(chēng)架子、稱(chēng)重傳感器、測(cè)速傳感器、積算器。下面來(lái)認(rèn)識(shí)一下這四部分的外形結(jié)構(gòu)及功用。

（1）稱(chēng)架子。如圖1為皮帶秤的稱(chēng)架子示意圖，上端四排托管用于扶住皮帶，下面藍(lán)色部分的外邊框固定于皮帶架子上，中間部分為皮帶秤稱(chēng)架子。運(yùn)行的皮帶通過(guò)壓托管，間接給了稱(chēng)架子一個(gè)壓力，而固定在橫梁里面的稱(chēng)重傳感器直接與稱(chēng)架子相連，此壓力也就是作用在了稱(chēng)重傳感器上，從而實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重。

（2）稱(chēng)重傳感器。在圖2中橫在皮帶秤秤架子上面的藍(lán)色橫梁里面裝有兩個(gè)稱(chēng)重傳感器，打開(kāi)側(cè)端蓋如圖3所示。稱(chēng)重傳感器的上端和橫梁上端蓋的凸?fàn)钗锞o固在一起，下端則和長(zhǎng)螺絲拴在了一起，長(zhǎng)螺絲如圖2中局部放大圖所示。長(zhǎng)螺絲將稱(chēng)架子與稱(chēng)重傳感器拴在了一起。

（3）測(cè)速傳感器。如圖4所示：測(cè)速傳感器是由一個(gè)大滾筒和一個(gè)接近開(kāi)關(guān)組成。在圖4中可以清楚地看見(jiàn)滾筒兩頭是固定在皮帶架子上的且緊挨著下面的皮帶，當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾筒也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使固定在滾筒一側(cè)帶著5個(gè)小圓孔的圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，在圓盤(pán)旁邊的就是接近開(kāi)關(guān)。當(dāng)圓盤(pán)有孔的地方經(jīng)過(guò)接近開(kāi)關(guān)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)不發(fā)出信號(hào)，反之，無(wú)孔的地方經(jīng)過(guò)時(shí)發(fā)出信號(hào)。故接近開(kāi)關(guān)發(fā)出的是脈沖信號(hào)。

（4）積算器。在前面已經(jīng)了解到了稱(chēng)重傳感器和測(cè)速傳感器將測(cè)出信號(hào)傳遞給積算器讓積算器自行處理并將處理的結(jié)果通過(guò)工控機(jī)顯示出來(lái)。如圖5為計(jì)算器的操作面板，通過(guò)對(duì)菜單的設(shè)置，可以對(duì)皮帶秤進(jìn)行標(biāo)校，改變里面的參數(shù)，還可以查詢(xún)故障。

2 工作原理

皮帶秤是通過(guò)稱(chēng)重傳感器和測(cè)速傳感器將測(cè)的信號(hào)傳遞給積算器，讓積算器內(nèi)部的CPU通過(guò)編好的程序自行計(jì)算，然后將計(jì)算的結(jié)果經(jīng)通訊接口與PL連接起來(lái)，并能夠顯示在工控機(jī)上，其工作系統(tǒng)圖如圖6所示。那么積算器是如何實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重的，我們可以如下理解：眾所周知，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的重量就是流量，如果在1s內(nèi)通過(guò)1t的重量，那么流量就是1t/s。在這里皮帶秤的積算器也是這樣理解的。首先皮帶秤稱(chēng)架子的長(zhǎng)度是固定不變的，那么和稱(chēng)架子同等長(zhǎng)度的皮帶完全通過(guò)稱(chēng)架子所用的時(shí)間（t）為稱(chēng)架子長(zhǎng)度（L）除以皮帶運(yùn)行的速度（V）。而與稱(chēng)架子同等長(zhǎng)度的皮帶上裝的煤的重量（W）稱(chēng)重傳感器已經(jīng)測(cè)出，所以流量（n）就等于煤的重量（W）除以這么多煤完全通過(guò)稱(chēng)架子所用時(shí)間（t），這樣就可以得到單位時(shí)間通過(guò)的煤的重量。用計(jì)算公式表示如下：

3 皮帶秤標(biāo)校

在標(biāo)校皮帶秤前應(yīng)檢查稱(chēng)架子與皮帶架子是否有粘連，皮帶秤兩邊是否平衡，積算器輸入輸出是否正常等一系列導(dǎo)致積算器顯示不準(zhǔn)的原因，并經(jīng)過(guò)處理后才能進(jìn)行標(biāo)校。

3.1 建立測(cè)試周期

建立測(cè)試周期的目的是為了測(cè)出皮帶運(yùn)行的速度，測(cè)試周期結(jié)束后積算器內(nèi)部會(huì)自行算出一個(gè)皮帶速度值并將其保存起來(lái)，這個(gè)速度值表示測(cè)速傳感器滾筒在現(xiàn)在這種轉(zhuǎn)動(dòng)頻率下運(yùn)行的一個(gè)速度。如果接近開(kāi)關(guān)發(fā)出的頻率發(fā)生變化，積算器會(huì)按比例自動(dòng)生成另外的速度值，表示皮帶當(dāng)前運(yùn)行的速度。測(cè)試周期應(yīng)不小于3周或不低于3分鐘且應(yīng)取整數(shù)圈。測(cè)量皮帶一周長(zhǎng)度，在皮帶上做一顯著標(biāo)識(shí)，開(kāi)啟皮帶并以最大速度運(yùn)行，當(dāng)標(biāo)識(shí)通過(guò)某一參考點(diǎn)時(shí)，用秒表開(kāi)始測(cè)量皮帶整數(shù)圈的運(yùn)行時(shí)間，將皮帶一周的長(zhǎng)度、選擇的運(yùn)行圈數(shù)及運(yùn)行圈數(shù)所用的時(shí)間輸入儀表，并進(jìn)行一次倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)結(jié)束即完成了測(cè)試周期的建立。

3.2 零點(diǎn)校準(zhǔn)

零點(diǎn)校準(zhǔn)的目的是為了測(cè)出皮帶空載和稱(chēng)重傳感器在現(xiàn)有受力情況下的流量，積算器把現(xiàn)有的流量記為0t/s并保存起來(lái)。零點(diǎn)校準(zhǔn)前讓皮帶運(yùn)行至少半小時(shí)，再開(kāi)始調(diào)零，零點(diǎn)校準(zhǔn)至少要進(jìn)行3次，以觀察零點(diǎn)穩(wěn)定性，正常后記錄零點(diǎn)值。零點(diǎn)校準(zhǔn)結(jié)束后，在同樣的情況下，積算器顯示流量的地方應(yīng)該顯示0t/s，或者顯示的流量數(shù)值在誤差允許的范圍內(nèi)，此時(shí)積算器的輸出電量為4mA左右。

3.3 間隔校準(zhǔn)

間隔校準(zhǔn)的目的是為了得到真實(shí)的流量值，當(dāng)稱(chēng)重傳感器受到的壓力發(fā)生變化時(shí)，積算器會(huì)按比例算出新的流量值。間隔校準(zhǔn)常用的校準(zhǔn)方式有鏈碼校準(zhǔn)和掛碼校準(zhǔn)兩種，不管是用鏈碼，還是用掛碼來(lái)校準(zhǔn)，它們的工作原理都是一樣的，都是給稱(chēng)重傳感器加上一定的壓力，積算器根據(jù)稱(chēng)重傳感器現(xiàn)有所受的力然后計(jì)算出流量。間隔校準(zhǔn)時(shí)同樣要等皮帶運(yùn)行穩(wěn)定后才能進(jìn)行。間隔校準(zhǔn)前我們要用相關(guān)的公式來(lái)計(jì)算一下理想的流量值是多少，當(dāng)積算器顯示的流量值與我們算出的流量值一樣或者差別不大時(shí)，就認(rèn)為間隔校準(zhǔn)成功。如果差別大于了誤差的允許范圍，這時(shí)我們?cè)谂懦龥](méi)有其它原因?qū)е逻@種結(jié)果時(shí)，就需要重新的再標(biāo)校幾次，如差別還很大，我們就要通過(guò)積算器來(lái)進(jìn)行修正，直到顯示的流量和算出的流量差別很小為止。

只要間隔校準(zhǔn)完成，那么皮帶秤標(biāo)校就算成功了。此時(shí)積算器顯示的流量值就和實(shí)際的流量值一樣或者說(shuō)差別不大。在這里我們提到了流量的低位值和參考值，既然有低位值，那么也有高位值，由于受皮帶和稱(chēng)重傳感器自身?xiàng)l件的限制，所以高位值是一定的，它是通過(guò)積算器輸入進(jìn)去的，當(dāng)積算器算出的流量值大于了高位值，就會(huì)出現(xiàn)高/低限報(bào)警，此時(shí)積算器輸出的電量為20mA。

3.4 儀表維護(hù)

（1）儀表花屏、亂碼、黑屏，打開(kāi)儀表清理積塵，檢查顯示板和主板聯(lián)接數(shù)據(jù)線(xiàn)，儀表冷啟動(dòng)，替換法檢查故障部件。（2）按鍵不起作用，檢查軟面板數(shù)據(jù)線(xiàn)，顯示板數(shù)據(jù)線(xiàn)，替換法檢查故障部件，更換軟面板或顯示板。（3）數(shù)據(jù)不保持，更換存儲(chǔ)器芯片。（4）儀表通電無(wú)反應(yīng)，確認(rèn)電源線(xiàn)已接好，如接好，看電源部件是否有問(wèn)題，如有問(wèn)題，更換電源。（5）測(cè)速不準(zhǔn)，檢查滾筒有無(wú)粘料、失速現(xiàn)象，清理粘料，檢查速度傳感器的各聯(lián)接位。（6）標(biāo)定過(guò)程波動(dòng)大，檢查稱(chēng)重傳感器和測(cè)速傳感器信號(hào)是否正常。（7）稱(chēng)重傳感器返回信號(hào)不正常，檢查線(xiàn)路和稱(chēng)重傳感器，還有儀表是否正常。（8）由于某些原因（如：更換主板后）使積算器里的參數(shù)與PLC程序里面的參數(shù)不一致，這就會(huì)導(dǎo)致程序或積算器出現(xiàn)報(bào)警，更改積算器里的參數(shù)與程序里一致。（9）當(dāng)調(diào)整皮帶后，皮帶運(yùn)行的速度會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)顯示的流量不準(zhǔn)，需要對(duì)速度參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)；如測(cè)速傳感器已壞，則可直接將其甩掉，將積算器里的速度設(shè)定為一個(gè)接近皮帶最大速度的值即可。

3.5 皮帶秤的擴(kuò)展應(yīng)用

皮帶秤的功能不僅僅表現(xiàn)在測(cè)重方面的精準(zhǔn)，輸入和輸出功能還可以驅(qū)動(dòng)繼電器，電機(jī)啟動(dòng)器，以及各種開(kāi)關(guān)，同時(shí)利用皮帶秤的自報(bào)警輸出信號(hào)串接在控制回路中，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶機(jī)，給煤機(jī)的啟?？刂?，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，而它更為強(qiáng)大的控制性能還可以調(diào)整皮帶的速度快慢。下面主要來(lái)看一下皮帶秤是如何調(diào)整皮帶的：在前面已經(jīng)提到皮帶秤的稱(chēng)重傳感器輸出4-20mA模擬信號(hào)，對(duì)應(yīng)皮帶上無(wú)料流和最大流量，模擬信號(hào)經(jīng)積算器轉(zhuǎn)換，通過(guò)PLC將其顯示在工控機(jī)上。皮帶的轉(zhuǎn)速是由電動(dòng)機(jī)控制的，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢則由變頻器控制。變頻器輸出0-50Hz頻率，當(dāng)輸出為50Hz時(shí)，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速最大。要想調(diào)整皮帶速度，只需控制變頻器。在用PLC做程序時(shí)，可以考慮找一個(gè)點(diǎn)，用積算器輸出的信號(hào)來(lái)控制變頻器輸出的頻率。這樣皮帶秤就可以通過(guò)編好的程序控制變頻器的輸出，從而達(dá)到調(diào)整皮帶速度的目的，控制示意圖如圖7所示。這樣就可以實(shí)現(xiàn)儀表的自動(dòng)化，皮帶秤根據(jù)煤量的大小自動(dòng)調(diào)整皮帶的速度，不僅可以減少對(duì)皮帶的磨損、機(jī)械磨損，還可以避免電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)也有降耗節(jié)能的功效。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，不斷深入改進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)在洗煤事業(yè)中越來(lái)越重要，皮帶秤的運(yùn)用，在很大程度上提高了自動(dòng)化生產(chǎn)。將皮帶秤的報(bào)警信號(hào)通過(guò)PLC串接在設(shè)備的控制回路中，防止因?yàn)檫^(guò)量而導(dǎo)致皮帶被壓死，設(shè)備因?yàn)樨?fù)荷加大而發(fā)熱燒壞，起到了保護(hù)設(shè)備的重要功能。皮帶秤通過(guò)控制皮帶轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，為生產(chǎn)降低了成本，提高了效益。相信在今后運(yùn)用皮帶秤的過(guò)程中，還會(huì)發(fā)現(xiàn)皮帶秤的其它功能，讓皮帶秤更好的服務(wù)洗煤事業(yè)，同時(shí)也能利用到其它行業(yè)中。

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