西門子BW500電子皮帶秤測(cè)量準(zhǔn)確性提高探索

張 兵

(云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司)

云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司是集采礦、選礦于一體的大型礦業(yè)企業(yè)，公司使用了9臺(tái)西門子BW500電子皮帶秤對(duì)給礦量進(jìn)行計(jì)量。皮帶秤數(shù)據(jù)是生產(chǎn)指標(biāo)分析的重要參數(shù)，因此，公司采用定期查看零點(diǎn)、不定期校準(zhǔn)零點(diǎn)與量程、不定期實(shí)物驗(yàn)證、不定期校準(zhǔn)支架水平度等多種手段對(duì)皮帶秤的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)行了相應(yīng)的維護(hù)工作。通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)積累得出電子皮帶秤測(cè)量的準(zhǔn)確性主要體現(xiàn)在安裝方式、速度檢測(cè)、合理的參數(shù)選擇、電氣干擾等方面，并通過(guò)對(duì)上述幾個(gè)要素的探索與研究在一定程度上提高了電子皮帶秤的準(zhǔn)確度。

1 電子皮帶秤安裝方式

1.1 合理選擇安裝地點(diǎn)

(1)電子皮帶秤安裝地點(diǎn)需避免雨淋，應(yīng)建有防風(fēng)、防雨設(shè)施。風(fēng)力過(guò)大會(huì)使皮帶受力不穩(wěn)，引起設(shè)備振動(dòng)，皮帶重心變化頻繁，影響皮帶與稱重點(diǎn)接觸面積而發(fā)生變化，需對(duì)皮帶秤頻繁校準(zhǔn)才能減少此類干擾，增加了皮帶秤的維護(hù)工作量；雨水不僅會(huì)使物料重量增加，而且易引起皮帶打滑、受力不穩(wěn)等，嚴(yán)重影響皮帶秤稱量結(jié)果；日曬升溫使皮帶熱脹冷縮從而導(dǎo)致皮帶拉緊張力發(fā)生變化，皮帶秤稱重點(diǎn)應(yīng)力發(fā)生變化，如不對(duì)皮帶秤重新校準(zhǔn)將會(huì)影響稱重結(jié)果。

(2)應(yīng)避開(kāi)輸送機(jī)裝料點(diǎn)與卸料點(diǎn)。對(duì)皮帶裝料時(shí)物料落下會(huì)產(chǎn)生較大沖擊力，較大的振動(dòng)會(huì)引起皮帶秤瞬時(shí)量波動(dòng)過(guò)大，同時(shí)對(duì)稱重支架也有一定的傷害，因此稱重托輥應(yīng)裝在距離裝、卸料點(diǎn)6 m以外的位置；卸料時(shí)皮帶受力變化較大，皮帶秤安裝距離卸料點(diǎn)太近，會(huì)引起皮帶秤測(cè)量的不穩(wěn)定；另外，皮帶秤安裝距尾部擋料板不得小于5個(gè)托輥的間距，這是為了減少皮帶接觸擋料板產(chǎn)生摩擦影響測(cè)量結(jié)果。整個(gè)稱重域內(nèi)托輥和輸送機(jī)的支架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度以保證稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。

(3)應(yīng)安裝在皮帶較為水平的位置。帶有曲線區(qū)域的皮帶架由于皮帶自身有張力及彈力，受拉力的影響，在空載時(shí)皮帶彈起，支撐架其中一側(cè)的受力較小，皮帶秤校準(zhǔn)時(shí)不能進(jìn)行配平，零點(diǎn)校準(zhǔn)會(huì)有偏差；載荷時(shí)，由于拉力的不可控性，皮帶作用于皮帶秤支架的重力是不可預(yù)測(cè)的，皮帶秤的測(cè)量會(huì)有一定的誤差；曲線區(qū)域的皮帶架由于皮帶張力影響，空載與重載時(shí)皮帶對(duì)支撐架承重情況影響較大，皮帶秤的準(zhǔn)確性不能得到保證；電子皮帶秤應(yīng)避免在坡度較大地段安裝，坡度過(guò)大易引起物料的不規(guī)則滑動(dòng)，從而引起測(cè)量的不穩(wěn)定性。為了保證電子皮帶秤測(cè)量的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，秤架的位置應(yīng)選擇在皮帶較為水平的位置。

(4)應(yīng)加裝皮帶跑偏糾正裝置。在實(shí)際生產(chǎn)中，引起皮帶跑偏的因素較多，皮帶跑偏會(huì)引起零點(diǎn)偏移，影響電子皮帶秤的測(cè)量結(jié)果，及時(shí)對(duì)皮帶跑偏進(jìn)行糾正能夠有效減少零點(diǎn)漂移對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。

1.2 秤體結(jié)構(gòu)的安裝

1.2.1 秤架的安裝

皮帶秤在安裝時(shí)任何步驟要求不得與主皮帶發(fā)生任何關(guān)系。在安裝時(shí)皮帶秤應(yīng)采用獨(dú)立的安裝支架或平臺(tái)，安裝支架或平臺(tái)必須穩(wěn)固及水平，皮帶秤安裝時(shí)必須保證秤架的縱向中心線與皮帶機(jī)輸送架的中心線相重合，秤架上固定稱重托輥架的上平面要保證與區(qū)域托輥和運(yùn)行托輥的底面處在同一平面內(nèi)，誤差要保證在1 mm以內(nèi)。

1.2.2 托輥安裝

固定在秤架上的托輥為稱重托輥。稱重托輥的徑向跳動(dòng)、承重高度和槽行角的公差應(yīng)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)，托輥的槽行角應(yīng)在35°以下，槽型角偏大，會(huì)引起托輥的不同心度，從而使皮帶的柔性變差。稱重域內(nèi)托輥應(yīng)比兩邊其他托輥高出3 mm左右，且縱向中心線應(yīng)與輸送機(jī)架中心線重合，而且與輸送機(jī)縱向平行。稱重托輥兩邊各3組的區(qū)域托輥對(duì)稱重傳感器有一定影響，區(qū)域托輥的安裝辦法與技術(shù)要求須與稱重托輥相一致，稱重托輥與區(qū)域托輥的間距要均等，定期用鋼卷尺對(duì)其間距進(jìn)行確認(rèn)，必要時(shí)對(duì)皮帶秤進(jìn)行校準(zhǔn)。

2 皮帶秤速度傳感器

電子皮帶秤測(cè)量的是礦物質(zhì)量流量，因此速度是影響皮帶秤的一個(gè)重要因素，速度的準(zhǔn)確性很大程度上決定了皮帶秤的準(zhǔn)確性。速度傳感器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性主要取決于傳感器的安裝方式、積分儀參數(shù)選擇、其他干擾等。

2.1 速度傳感器安裝

傳感器的不正確安裝會(huì)引起速度不穩(wěn)定或速度不準(zhǔn)確。皮帶的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起支架的振動(dòng)，傳感器保護(hù)外殼安裝于皮帶支架上，需用專用彈簧對(duì)傳感器進(jìn)行固定從而減少機(jī)械振動(dòng)對(duì)速度檢測(cè)的影響。同時(shí)，測(cè)速滾筒與測(cè)速傳感器連接部分為剛性連接(螺絲鎖緊)，測(cè)速滾動(dòng)振動(dòng)時(shí)易對(duì)測(cè)速傳感器造成損傷，于滾筒鎖緊螺絲與測(cè)速傳感器傳動(dòng)軸之間增加膠墊形成柔性連接可以減少該方面的影響。

2.2 參數(shù)設(shè)定選擇

電子皮帶秤選用的速度傳感器為7MH71772AA100，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為256，該參數(shù)于積分儀的P692參數(shù)組輸入；測(cè)速滾筒直徑盡可能用千分尺進(jìn)行測(cè)量，使直徑數(shù)據(jù)更加精確，并于積分儀的P691參數(shù)組輸入；當(dāng)顯示速度與測(cè)量速度不一致時(shí)，可通過(guò)速度補(bǔ)償獲得最優(yōu)的精度：空轉(zhuǎn)運(yùn)行皮帶速度=皮帶程度/周運(yùn)行時(shí)間，并于積分儀參數(shù)組P018 Speed Adjust輸入實(shí)際速度進(jìn)行補(bǔ)償；皮帶速度固定不變的情況下，將積分儀17/18端子短接，積分儀參數(shù)組P018 Speed Adjust輸入皮帶實(shí)際速度可以消除測(cè)速傳感器不準(zhǔn)確因素對(duì)電子皮帶秤精度的影響。

2.3 其他干擾

測(cè)速滾筒直徑是速度檢測(cè)的一個(gè)重要參數(shù)，皮帶運(yùn)行過(guò)程中測(cè)速滾筒黏附料物之后測(cè)速滾筒直徑發(fā)生變化，同時(shí)，測(cè)速滾筒長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)發(fā)生必要的磨損亦會(huì)導(dǎo)致滾筒直徑發(fā)生變化。因此，每天對(duì)測(cè)速滾筒表面黏附物情況進(jìn)行觀察，定期清除稱重框架上的積塵、物塊等臟物[2]，每3個(gè)月對(duì)測(cè)速滾筒直徑參數(shù)進(jìn)行修正，每年更換1次測(cè)速滾筒能夠提高測(cè)速傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而提高電子皮帶秤的準(zhǔn)確度。

3 合理的參數(shù)選擇

不同物料、不同控制要求對(duì)數(shù)據(jù)采集的響應(yīng)速率會(huì)有不同的要求。通過(guò)P080-1、P080-2、P080-3設(shè)定顯示變化的響應(yīng)速度(流量、載荷、速度)及輸出，合理的參數(shù)設(shè)置能夠使顯示變化及輸出達(dá)到預(yù)定的效果。

4 盡量減少電氣干擾

電子皮帶秤電源部分應(yīng)盡量避開(kāi)動(dòng)力線，有條件的可在積分儀電源側(cè)增加電源穩(wěn)壓裝置；電氣接線盒安裝于輸送機(jī)一側(cè)，應(yīng)密封良好，做好防水、防塵、防腐蝕措施，防止清掃輸送機(jī)架時(shí)，電路板被水浸泡或粉塵進(jìn)入接線盒內(nèi)；積分儀和現(xiàn)場(chǎng)的距離較遠(yuǎn)時(shí)，稱重信號(hào)線和動(dòng)力電纜線應(yīng)分開(kāi)敷設(shè)，且將屏蔽端接好。

5 其他相關(guān)措施

5.1 零點(diǎn)及量程校準(zhǔn)

為了保證稱重系統(tǒng)的精度，需要對(duì)零點(diǎn)與量程進(jìn)行周期性調(diào)校。皮帶秤使用初期可頻繁校準(zhǔn)核對(duì)，記錄好偏差等重要數(shù)據(jù)，并定期進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，熟悉皮帶秤及儀表的性能后，可以減少檢查次數(shù)。每次校準(zhǔn)完成所顯示的偏差是相對(duì)先前的零點(diǎn)或量程，隨著連續(xù)的零點(diǎn)和量程的調(diào)校，差值被連續(xù)記錄，偏差值小于0.05個(gè)百分點(diǎn)(可根據(jù)工藝要求適當(dāng)調(diào)整)時(shí)，校準(zhǔn)通過(guò)，偏差值大于0.05個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，需要重新調(diào)校。當(dāng)多次調(diào)校不能達(dá)到工藝要求時(shí)，需對(duì)設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)重心、水平度檢查與校準(zhǔn)，然后進(jìn)行常規(guī)零點(diǎn)與量程校準(zhǔn)。在確定機(jī)械結(jié)構(gòu)無(wú)問(wèn)題的情況下，需根據(jù)操作手冊(cè)進(jìn)行初始化零點(diǎn)與初始化量程操作。

5.2 線性化

由于受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及皮帶張緊度的變化等原因影響，皮帶秤的傳感器往往會(huì)出現(xiàn)非線性的情況。BW500提供一個(gè)線性化功能(P390-P392)來(lái)修改稱重系統(tǒng)中的缺陷并提供一個(gè)實(shí)際過(guò)程的精確報(bào)告。首先需排除機(jī)械原因而導(dǎo)致的非線性化，即空載運(yùn)行皮帶后停止，抬起皮帶并懸掛不同的砝碼來(lái)校驗(yàn)機(jī)械的線性化程度。如果BW500 檢測(cè)出載荷為線性化，則說(shuō)明存在機(jī)械安裝問(wèn)題，參考皮帶秤手冊(cè)找出原因并解決非線性化問(wèn)題。如果確認(rèn)非線性化是由稱重傳感器引起的，而不是由皮帶稱機(jī)械安裝引起的，執(zhí)行線性化程序，即先零點(diǎn)調(diào)校，然后把量程調(diào)校為設(shè)計(jì)流量90%～100%，再實(shí)物測(cè)試在設(shè)計(jì)流量0～100%的范圍內(nèi)，確定1～5個(gè)需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)狞c(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)物檢測(cè)，計(jì)算每個(gè)流量檢測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)償百分?jǐn)?shù)，其中補(bǔ)償百分?jǐn)?shù)=(真實(shí)值-顯示值)/總計(jì)質(zhì)量×100%，載荷與原料對(duì)比見(jiàn)表1，電子皮帶秤線性化圖見(jiàn)圖1。

表1 載荷與原料對(duì)比

圖1 電子皮帶秤實(shí)物測(cè)量線性化

由表1可知，在積分儀將P390設(shè)為1，P391-1至P391-5填入5個(gè)載荷值，P392-1至392-5填入5個(gè)補(bǔ)償值即可完成皮帶秤的線性化。一般情況下只需要對(duì)一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，通常是一個(gè)較低的載荷。

5.3 開(kāi)機(jī)狀態(tài)零點(diǎn)觀察

在皮帶運(yùn)行且未帶料的情況下對(duì)電子皮帶秤數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與觀察能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)皮帶秤的零點(diǎn)漂移，及時(shí)做出相應(yīng)的處理措施，從而提高皮帶秤的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電子皮帶秤安裝方式優(yōu)化、提高測(cè)速傳感器準(zhǔn)確性、積分儀參數(shù)合理選擇、采取電氣抗干擾措施等手段的實(shí)施，能夠一定程度上提高電子皮帶秤的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。非機(jī)械安裝原因引起的皮帶秤非線性可通過(guò)實(shí)物校準(zhǔn)進(jìn)行線性化處理提高皮帶秤準(zhǔn)確性。對(duì)于在皮帶曲面區(qū)域進(jìn)行皮帶秤安裝，由于受力的不可預(yù)測(cè)性，尚無(wú)可靠的辦法實(shí)施。