三计系列电子皮带秤

徐州矿务集团质量技术监督处 毕思武

    1. 引言
    电子皮带秤属于动态连续累计自动衡器家族，由于它具有自动连续动态称重、不需要人为干预、自动化程度高、速度快、自动称量、自动显示、自动打印，计量精度能够满足使用要求等优点，广泛应用于冶金、矿山、电力、建材、化工和港口码头等贸易结算和工艺控制等计量工作中。
　　然而，电子皮带秤安装在皮带输送机上，其计量性能和工作的可靠性往往受到皮带机的技术状况和安装环境条件的影响。因此，由于皮带机技术状况和安装环境条件的不佳，时常造成电子皮带秤计量不准、机械电器设备失灵甚至损坏等现象，其结果是装了皮带秤也不能使用，造成浪费，极大地挫伤了企业领导和计量人员的积极性。
　　为了解决这一长期困扰皮带秤厂家和用户的难题，国内著名电子皮带秤生产企业江苏赛摩集团采用新技术、新工艺研制出了具有高可靠性的三计系列电子皮带秤，从此开启了电子皮带秤的三计时代。
　　一台三计皮带秤具有三组累计量：一组主累计量和两组辅累计量。两组辅累计量进行实时在线比对，如发现辅累计量超差，则对称重传感器进行比对判别，确定称重传感器是否有故障，将有故障称重传感器的一组辅累计量加以隔离，采用另外一组正常的辅累计量自动替代主累计量。整个过程皮带秤称量工作不中断，系统继续运行，从而保证在皮带秤的某一称重传感器有故障时，系统仍可以进行可靠的计量。大大地提高了电子皮带秤运行的可靠性和计量精度的准确性。从而避免由于称重传感器发生故障，计量不准，造成严重的经济损失。

　　2. 赛摩N14三计系列皮带秤的组成
　　N14三计系列高精度皮带秤，是赛摩三计系列皮带秤之一，主要由四部分组成：四个称重传感器支撑的N14全悬浮式称重桥架、6301积算器、6301D数字转换器、N12CR数字式测速传感器及安装附件。其组成如图1所示。

图1 赛摩N14三计系列皮带秤组成结构

    N14称重桥架为具有三组或四组托辊的全悬浮式结构，无耳轴支点和运动部件，采用矩形钢管设计，维护量极少。两个横梁上装有四只称重传感器对称重桥架提供支撑。称重桥架为单元组件结构，可方便、迅速地在现场安装，只需八只螺栓安装即可固定。该秤架适应皮带宽度500－2200mm。
　　6301皮带秤积算器具有32位ARM主处理器（内置防止系统死机的看门狗电路），24位模数转换器，实时时钟系统。采用液晶显示器（液晶显示区域115mm×86mm），按键采用触摸式按键，此种显示及键盘方便用户操作及输入数据。它的所有数据和用户指令都显示在320×240点阵的液晶屏幕上。6301积算器的主要特点是采用数字化仪表、自动调零、自动校准、自动零点跟踪、线性补偿、可编程、可选择的模拟输出、可编程的数字输出\输入、时间输入、多层次口令输入、语言选择、故障自诊断、速度输入选择、三通道输入传感器的输入（可选）、自动角度补偿功能（可选）、定量装车（可选），通讯采用RS232或RS485通讯口，PROFIBUS现场现场总线、无线（可选）。
　　6301D型数字转换器作为N14称重桥架与6301计算器的连接装置，为称重传感器提供激励并将称重传感器输出的模拟信号就地转换为实时的数字信号，传输距离远，抗干扰能力强，工作更可靠。它的电路结构采用8位微处理器，24位AD转换器，外壳采用钢制，防水、防尘，防护等级为IP65。
　　N12CR速度传感器为无碳刷式脉冲发生器，它发出一系列脉冲，每个脉冲代表皮带行程的一个单位，脉冲频率和皮带速度成正比。它直接安装于回程皮带的上表面，消除了皮带的任何打滑机会，并且保证能和皮带可靠地接触。

　　3. N14三计皮带秤的工作原理
　　赛摩N14三计皮带秤四个称重传感器分成四路独立信号进入6301D数字转换器，数字转换器将称重模拟信号就地转换为数字信号传送到6301积算器，积算器通过将四路独立称重信号分别组合并结合速度传感器的信号计算得到三组输送物料的累计量及瞬时流量，即一组主累计量和两组辅累计量。
　　主累计量由四个称重传感器支撑形成的全悬浮式秤架组合产生（图2-1），另外两组辅累计量分别由A、B（图2-2）及C、D称重传感器支撑形成单杠杆秤架（此时A、B称重传感器作为支点）（图2-3）产生的。

图2-1 主计量

图2-2 辅助计量（A、B传感器）

图2-3 辅助计量（C、D传感器）

图2 N14三计皮带秤工作原理图

　　积算器正常显示主累计量，同时两组辅累计量实时在线比对，如二组辅累计量数值相差不大，在设定值范围内，则认为称量传感器工作正常，积算器则显示一个由A、B、C、D四个称重传感器组成的称重架为结构的主累计量；如二辅累计量数值相差过大，超过设定范围，则对构成二辅累计量的称重传感器输出信号分别进行比对，误差超过设定范围的称重传感器即为故障的一组辅累计量，同时选择二组辅累计量中无故障的一组辅累计量替代主累计量显示。从而保证皮带秤在某一称重传感器发生故障时仍可靠地进行称重，大大地提高了皮带秤运行的可靠性，避免了由于称重传感器发生故障计量不准造成巨大经济损失。
　　如上所述，N14三计皮带秤具有以下特点：
　　1）一台全浮秤架得到三组累计量；
　　2）实时在线比对：及时发现计量精度的变化，确保准确的计量。
　　3）实时在线备用：某一称重传感器出现故障时，计量仍可以继续进行，增加皮带运行的可靠性，输送工作不中断，避免造成停工停产的重大事故。

　　4. 三计系列皮带秤的分类与选型
　　按秤架结构的不同,赛摩三计系列电子皮带秤可分为PLR单托辊、双托辊、N14和N17三计电子皮带秤。
　　4.1 PLR单托辊三计皮带秤
　　赛摩PLR单托辊三计皮带秤组成如图3所示。它主要由称重传感器的模块式称重秤架、6301积算器、6301D数字转换器和测速传感器组成。该模块式称重秤架采用由两个称重传感器分别组成的模块，与一组托辊支架一起构成称重秤架。

图3 赛摩PLR单托辊三计皮带秤组成部件

　　该秤结构简单、秤架表面积灰面积小，大大降低了皮带秤的零点漂移，称重稳定性好，现场安装方便，利用现有输送机托辊支架的孔直接装入称重模块。该秤适应皮带宽度从400～1600mm，其动态累计误差<±0.5%,用于一般工厂皮带输送机称重。以及对破碎机、球磨机、筛分机或其它过程精确地控制给料量，也可用于监测生产量、控制产品装载及检测产品库存量。其工作原理如图4所示。

图4 赛摩PLR单托辊三计皮带秤工作原理

　　4.2 PLR双托辊三计皮带秤
　　该秤动态累计误差<±0.25%，用于工厂和过程称重中，监测生产量、控制产品装载及监测产品库存量，为企业现代化管理提供重要的信息。同时，提供三组累计量，即使某一称重传感器出现故障时，计量仍可以继续地进行，称重传感器数字化、抗干扰能力强、传输距离远，极大地提高了皮带秤系统运行的精度和可靠性。该秤适应皮带宽度从400～1600mm。
　　赛摩PLR双托辊三计皮带秤组成部件如图5所示。它主要由四部分组成：两组称重托辊构成的模块式全悬浮称重秤架、6301积算器、6301D数字转换器和数字式速度传感器。

图5 赛摩PLR双托辊三计皮带秤组成部件

　　PLR模块式全悬浮称重秤架采用二组托辊，每组称重托辊由两个称重传感器分别组成的模块，与一组托辊支架一起构成称重秤架。秤结构简单、秤架表面积灰面积小，大大降低了皮带秤的零点漂移，称重稳定系好。安装时间短，极少维护量。该秤适应皮带宽度从400～1600mm。其工作原理如图6所示。

图6 赛摩PLR双托辊三计皮带秤工作原理

　　4.3 N17三计皮带秤
　　N17三计系列皮带秤，动态累积误差小于±0.25%，用于工厂和过程称重中，监测生产量、控制产品装载及监测产品库存量，为企业现代化管理提供重要的信息。
　　N17三计系列皮带秤主要由四部分组成：N17杠杆式称重秤架、6301积算器、6301D数字转换器和数字式速度传感器。赛摩N17三计皮带秤组成部件如图7所示。

图7 赛摩N17三计皮带秤组成部件

    N17型称重桥架在杠杆上装有三组或二组称重托辊，采用双称重传感器支撑，外侧支撑采用无摩擦耳轴支点。这种封闭装置可以防震、防潮、防腐蚀及防止物料堆积，因而在恶劣环境中不发生使用刀口装置和轴承装置带来的问题。
　　称重桥架的主梁采用矩形钢管。这使整个称重桥架具有足够高的刚性、较小的自重、外表积灰面积达到最低。称重桥架可以直接装在各种不同宽度的皮带输送机架内，位于上下皮带之间，不占用空间高度。它是一个已在工厂组装好的整体，可以迅速方便地校准。该称重桥架适应皮带宽度从400-2200mm。其工作原理如图８所示。

图8 N17三计皮带秤工作原理图

　　5. 结语
　　三计系列皮带秤具有一台悬浮秤架得到三组累计量、实时在线比对、实时在线备用的特点。确保计量准确可靠，极大地提高了皮带秤系统运行的精度和可靠性，输送工作不中断，避免造成停工停产的重大事故，较好地解决了长期存在的易坏、不稳定、计量不准确等难题。

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