皮帶秤在選煤廠中的應用

魏建

摘 要：文章主要介紹了皮帶秤的工作原理，標校方法，以及出現故障如何快速的找出故障點。隨著皮帶秤在洗煤廠的深入運用，它不只是一種簡單的計量工具，在高要求的洗煤工藝中也是比較重要的一環。另外，它直接與各種膠帶機，給煤機進行閉所控制，實現了洗煤廠的自動化生產。皮帶秤還可以通過對變頻器的轉速控制，實現節能降耗。

關鍵詞：皮帶秤；計量；標校；故障；節能降耗；自動化

1 皮帶秤的組成

皮帶秤由四部分組成，分別為：稱架子、稱重傳感器、測速傳感器、積算器。下面來認識一下這四部分的外形結構及功用。

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

（2）稱重傳感器。在圖2中橫在皮帶秤秤架子上面的藍色橫梁里面裝有兩個稱重傳感器，打開側端蓋如圖3所示。稱重傳感器的上端和橫梁上端蓋的凸狀物緊固在一起，下端則和長螺絲拴在了一起，長螺絲如圖2中局部放大圖所示。長螺絲將稱架子與稱重傳感器拴在了一起。

（3）測速傳感器。如圖4所示：測速傳感器是由一個大滾筒和一個接近開關組成。在圖4中可以清楚地看見滾筒兩頭是固定在皮帶架子上的且緊挨著下面的皮帶，當皮帶轉動時，滾筒也跟著轉動，同時使固定在滾筒一側帶著5個小圓孔的圓盤轉動起來，在圓盤旁邊的就是接近開關。當圓盤有孔的地方經過接近開關時，接近開關不發出信號，反之，無孔的地方經過時發出信號。故接近開關發出的是脈沖信號。

（4）積算器。在前面已經了解到了稱重傳感器和測速傳感器將測出信號傳遞給積算器讓積算器自行處理并將處理的結果通過工控機顯示出來。如圖5為計算器的操作面板，通過對菜單的設置，可以對皮帶秤進行標校，改變里面的參數，還可以查詢故障。

2 工作原理

皮帶秤是通過稱重傳感器和測速傳感器將測的信號傳遞給積算器，讓積算器內部的CPU通過編好的程序自行計算，然后將計算的結果經通訊接口與PL連接起來，并能夠顯示在工控機上，其工作系統圖如圖6所示。那么積算器是如何實現稱重的，我們可以如下理解：眾所周知，單位時間內通過的重量就是流量，如果在1s內通過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。首先皮帶秤稱架子的長度是固定不變的，那么和稱架子同等長度的皮帶完全通過稱架子所用的時間（t）為稱架子長度（L）除以皮帶運行的速度（V）。而與稱架子同等長度的皮帶上裝的煤的重量（W）稱重傳感器已經測出，所以流量（n）就等于煤的重量（W）除以這么多煤完全通過稱架子所用時間（t），這樣就可以得到單位時間通過的煤的重量。用計算公式表示如下：

3 皮帶秤標校

在標校皮帶秤前應檢查稱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致積算器顯示不準的原因，并經過處理后才能進行標校。

3.1 建立測試周期

建立測試周期的目的是為了測出皮帶運行的速度，測試周期結束后積算器內部會自行算出一個皮帶速度值并將其保存起來，這個速度值表示測速傳感器滾筒在現在這種轉動頻率下運行的一個速度。如果接近開關發出的頻率發生變化，積算器會按比例自動生成另外的速度值，表示皮帶當前運行的速度。測試周期應不小于3周或不低于3分鐘且應取整數圈。測量皮帶一周長度，在皮帶上做一顯著標識，開啟皮帶并以最大速度運行，當標識通過某一參考點時，用秒表開始測量皮帶整數圈的運行時間，將皮帶一周的長度、選擇的運行圈數及運行圈數所用的時間輸入儀表，并進行一次倒計時，倒計時結束即完成了測試周期的建立。

3.2 零點校準

零點校準的目的是為了測出皮帶空載和稱重傳感器在現有受力情況下的流量，積算器把現有的流量記為0t/s并保存起來。零點校準前讓皮帶運行至少半小時，再開始調零，零點校準至少要進行3次，以觀察零點穩定性，正常后記錄零點值。零點校準結束后，在同樣的情況下，積算器顯示流量的地方應該顯示0t/s，或者顯示的流量數值在誤差允許的范圍內，此時積算器的輸出電量為4mA左右。

3.3 間隔校準

間隔校準的目的是為了得到真實的流量值，當稱重傳感器受到的壓力發生變化時，積算器會按比例算出新的流量值。間隔校準常用的校準方式有鏈碼校準和掛碼校準兩種，不管是用鏈碼，還是用掛碼來校準，它們的工作原理都是一樣的，都是給稱重傳感器加上一定的壓力，積算器根據稱重傳感器現有所受的力然后計算出流量。間隔校準時同樣要等皮帶運行穩定后才能進行。間隔校準前我們要用相關的公式來計算一下理想的流量值是多少，當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，就認為間隔校準成功。如果差別大于了誤差的允許范圍，這時我們在排除沒有其它原因導致這種結果時，就需要重新的再標校幾次，如差別還很大，我們就要通過積算器來進行修正，直到顯示的流量和算出的流量差別很小為止。

只要間隔校準完成，那么皮帶秤標校就算成功了。此時積算器顯示的流量值就和實際的流量值一樣或者說差別不大。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，由于受皮帶和稱重傳感器自身條件的限制，所以高位值是一定的，它是通過積算器輸入進去的，當積算器算出的流量值大于了高位值，就會出現高/低限報警，此時積算器輸出的電量為20mA。

3.4 儀表維護

（1）儀表花屏、亂碼、黑屏，打開儀表清理積塵，檢查顯示板和主板聯接數據線，儀表冷啟動，替換法檢查故障部件。（2）按鍵不起作用，檢查軟面板數據線，顯示板數據線，替換法檢查故障部件，更換軟面板或顯示板。（3）數據不保持，更換存儲器芯片。（4）儀表通電無反應，確認電源線已接好，如接好，看電源部件是否有問題，如有問題，更換電源。（5）測速不準，檢查滾筒有無粘料、失速現象，清理粘料，檢查速度傳感器的各聯接位。（6）標定過程波動大，檢查稱重傳感器和測速傳感器信號是否正常。（7）稱重傳感器返回信號不正常，檢查線路和稱重傳感器，還有儀表是否正常。（8）由于某些原因（如：更換主板后）使積算器里的參數與PLC程序里面的參數不一致，這就會導致程序或積算器出現報警，更改積算器里的參數與程序里一致。（9）當調整皮帶后，皮帶運行的速度會發生變化，此時顯示的流量不準，需要對速度參數進行恢復；如測速傳感器已壞，則可直接將其甩掉，將積算器里的速度設定為一個接近皮帶最大速度的值即可。

3.5 皮帶秤的擴展應用

皮帶秤的功能不僅僅表現在測重方面的精準，輸入和輸出功能還可以驅動繼電器，電機啟動器，以及各種開關，同時利用皮帶秤的自報警輸出信號串接在控制回路中，實現對膠帶機，給煤機的啟停控制，實現自動化生產，而它更為強大的控制性能還可以調整皮帶的速度快慢。下面主要來看一下皮帶秤是如何調整皮帶的：在前面已經提到皮帶秤的稱重傳感器輸出4-20mA模擬信號，對應皮帶上無料流和最大流量，模擬信號經積算器轉換，通過PLC將其顯示在工控機上。皮帶的轉速是由電動機控制的，電動機的轉速快慢則由變頻器控制。變頻器輸出0-50Hz頻率，當輸出為50Hz時，此時電機轉速最大。要想調整皮帶速度，只需控制變頻器。在用PLC做程序時，可以考慮找一個點，用積算器輸出的信號來控制變頻器輸出的頻率。這樣皮帶秤就可以通過編好的程序控制變頻器的輸出，從而達到調整皮帶速度的目的，控制示意圖如圖7所示。這樣就可以實現儀表的自動化，皮帶秤根據煤量的大小自動調整皮帶的速度，不僅可以減少對皮帶的磨損、機械磨損，還可以避免電機超負荷運行，同時也有降耗節能的功效。

4 結束語

目前，不斷深入改進的自動化生產在洗煤事業中越來越重要，皮帶秤的運用，在很大程度上提高了自動化生產。將皮帶秤的報警信號通過PLC串接在設備的控制回路中，防止因為過量而導致皮帶被壓死，設備因為負荷加大而發熱燒壞，起到了保護設備的重要功能。皮帶秤通過控制皮帶轉速來實現節能降耗，為生產降低了成本，提高了效益。相信在今后運用皮帶秤的過程中，還會發現皮帶秤的其它功能，讓皮帶秤更好的服務洗煤事業，同時也能利用到其它行業中。

參考文獻

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