西門子BW500電子皮帶秤測量準確性提高探索

張 兵

(云南華聯鋅銦股份有限公司)

云南華聯鋅銦股份有限公司是集采礦、選礦于一體的大型礦業企業，公司使用了9臺西門子BW500電子皮帶秤對給礦量進行計量。皮帶秤數據是生產指標分析的重要參數，因此，公司采用定期查看零點、不定期校準零點與量程、不定期實物驗證、不定期校準支架水平度等多種手段對皮帶秤的穩定性、準確性進行跟蹤，并進行了相應的維護工作。通過長期的實踐與經驗積累得出電子皮帶秤測量的準確性主要體現在安裝方式、速度檢測、合理的參數選擇、電氣干擾等方面，并通過對上述幾個要素的探索與研究在一定程度上提高了電子皮帶秤的準確度。

1 電子皮帶秤安裝方式

1.1 合理選擇安裝地點

(1)電子皮帶秤安裝地點需避免雨淋，應建有防風、防雨設施。風力過大會使皮帶受力不穩，引起設備振動，皮帶重心變化頻繁，影響皮帶與稱重點接觸面積而發生變化，需對皮帶秤頻繁校準才能減少此類干擾，增加了皮帶秤的維護工作量；雨水不僅會使物料重量增加，而且易引起皮帶打滑、受力不穩等，嚴重影響皮帶秤稱量結果；日曬升溫使皮帶熱脹冷縮從而導致皮帶拉緊張力發生變化，皮帶秤稱重點應力發生變化，如不對皮帶秤重新校準將會影響稱重結果。

(2)應避開輸送機裝料點與卸料點。對皮帶裝料時物料落下會產生較大沖擊力，較大的振動會引起皮帶秤瞬時量波動過大，同時對稱重支架也有一定的傷害，因此稱重托輥應裝在距離裝、卸料點6 m以外的位置；卸料時皮帶受力變化較大，皮帶秤安裝距離卸料點太近，會引起皮帶秤測量的不穩定；另外，皮帶秤安裝距尾部擋料板不得小于5個托輥的間距，這是為了減少皮帶接觸擋料板產生摩擦影響測量結果。整個稱重域內托輥和輸送機的支架應有足夠的強度和剛度以保證稱重系統的穩定性[1]。

(3)應安裝在皮帶較為水平的位置。帶有曲線區域的皮帶架由于皮帶自身有張力及彈力，受拉力的影響，在空載時皮帶彈起，支撐架其中一側的受力較小，皮帶秤校準時不能進行配平，零點校準會有偏差；載荷時，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測的，皮帶秤的測量會有一定的誤差；曲線區域的皮帶架由于皮帶張力影響，空載與重載時皮帶對支撐架承重情況影響較大，皮帶秤的準確性不能得到保證；電子皮帶秤應避免在坡度較大地段安裝，坡度過大易引起物料的不規則滑動，從而引起測量的不穩定性。為了保證電子皮帶秤測量的穩定性與準確性，秤架的位置應選擇在皮帶較為水平的位置。

(4)應加裝皮帶跑偏糾正裝置。在實際生產中，引起皮帶跑偏的因素較多，皮帶跑偏會引起零點偏移，影響電子皮帶秤的測量結果，及時對皮帶跑偏進行糾正能夠有效減少零點漂移對測量數據的影響。

1.2 秤體結構的安裝

1.2.1 秤架的安裝

皮帶秤在安裝時任何步驟要求不得與主皮帶發生任何關系。在安裝時皮帶秤應采用獨立的安裝支架或平臺，安裝支架或平臺必須穩固及水平，皮帶秤安裝時必須保證秤架的縱向中心線與皮帶機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域托輥和運行托輥的底面處在同一平面內，誤差要保證在1 mm以內。

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、承重高度和槽行角的公差應在國家標準允許的范圍內，托輥的槽行角應在35°以下，槽型角偏大，會引起托輥的不同心度，從而使皮帶的柔性變差。稱重域內托輥應比兩邊其他托輥高出3 mm左右，且縱向中心線應與輸送機架中心線重合，而且與輸送機縱向平行。稱重托輥兩邊各3組的區域托輥對稱重傳感器有一定影響，區域托輥的安裝辦法與技術要求須與稱重托輥相一致，稱重托輥與區域托輥的間距要均等，定期用鋼卷尺對其間距進行確認，必要時對皮帶秤進行校準。

2 皮帶秤速度傳感器

電子皮帶秤測量的是礦物質量流量，因此速度是影響皮帶秤的一個重要因素，速度的準確性很大程度上決定了皮帶秤的準確性。速度傳感器數據準確性主要取決于傳感器的安裝方式、積分儀參數選擇、其他干擾等。

2.1 速度傳感器安裝

傳感器的不正確安裝會引起速度不穩定或速度不準確。皮帶的運動會引起支架的振動，傳感器保護外殼安裝于皮帶支架上，需用專用彈簧對傳感器進行固定從而減少機械振動對速度檢測的影響。同時，測速滾筒與測速傳感器連接部分為剛性連接(螺絲鎖緊)，測速滾動振動時易對測速傳感器造成損傷，于滾筒鎖緊螺絲與測速傳感器傳動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 參數設定選擇

電子皮帶秤選用的速度傳感器為7MH71772AA100，每轉脈沖數為256，該參數于積分儀的P692參數組輸入；測速滾筒直徑盡可能用千分尺進行測量，使直徑數據更加精確，并于積分儀的P691參數組輸入；當顯示速度與測量速度不一致時，可通過速度補償獲得最優的精度：空轉運行皮帶速度=皮帶程度/周運行時間，并于積分儀參數組P018 Speed Adjust輸入實際速度進行補償；皮帶速度固定不變的情況下，將積分儀17/18端子短接，積分儀參數組P018 Speed Adjust輸入皮帶實際速度可以消除測速傳感器不準確因素對電子皮帶秤精度的影響。

2.3 其他干擾

測速滾筒直徑是速度檢測的一個重要參數，皮帶運行過程中測速滾筒黏附料物之后測速滾筒直徑發生變化，同時，測速滾筒長期運轉過程中會發生必要的磨損亦會導致滾筒直徑發生變化。因此，每天對測速滾筒表面黏附物情況進行觀察，定期清除稱重框架上的積塵、物塊等臟物[2]，每3個月對測速滾筒直徑參數進行修正，每年更換1次測速滾筒能夠提高測速傳感器數據的準確性，從而提高電子皮帶秤的準確度。

3 合理的參數選擇

不同物料、不同控制要求對數據采集的響應速率會有不同的要求。通過P080-1、P080-2、P080-3設定顯示變化的響應速度(流量、載荷、速度)及輸出，合理的參數設置能夠使顯示變化及輸出達到預定的效果。

4 盡量減少電氣干擾

電子皮帶秤電源部分應盡量避開動力線，有條件的可在積分儀電源側增加電源穩壓裝置；電氣接線盒安裝于輸送機一側，應密封良好，做好防水、防塵、防腐蝕措施，防止清掃輸送機架時，電路板被水浸泡或粉塵進入接線盒內；積分儀和現場的距離較遠時，稱重信號線和動力電纜線應分開敷設，且將屏蔽端接好。

5 其他相關措施

5.1 零點及量程校準

為了保證稱重系統的精度，需要對零點與量程進行周期性調校。皮帶秤使用初期可頻繁校準核對，記錄好偏差等重要數據，并定期進行數據分析，熟悉皮帶秤及儀表的性能后，可以減少檢查次數。每次校準完成所顯示的偏差是相對先前的零點或量程，隨著連續的零點和量程的調校，差值被連續記錄，偏差值小于0.05個百分點(可根據工藝要求適當調整)時，校準通過，偏差值大于0.05個百分點時，需要重新調校。當多次調校不能達到工藝要求時，需對設備機械結構重心、水平度檢查與校準，然后進行常規零點與量程校準。在確定機械結構無問題的情況下，需根據操作手冊進行初始化零點與初始化量程操作。

5.2 線性化

由于受現場環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出現非線性的情況。BW500提供一個線性化功能(P390-P392)來修改稱重系統中的缺陷并提供一個實際過程的精確報告。首先需排除機械原因而導致的非線性化，即空載運行皮帶后停止，抬起皮帶并懸掛不同的砝碼來校驗機械的線性化程度。如果BW500 檢測出載荷為線性化，則說明存在機械安裝問題，參考皮帶秤手冊找出原因并解決非線性化問題。如果確認非線性化是由稱重傳感器引起的，而不是由皮帶稱機械安裝引起的，執行線性化程序，即先零點調校，然后把量程調校為設計流量90%～100%，再實物測試在設計流量0～100%的范圍內，確定1～5個需要進行補償的點，對其進行實物檢測，計算每個流量檢測點的補償百分數，其中補償百分數=(真實值-顯示值)/總計質量×100%，載荷與原料對比見表1，電子皮帶秤線性化圖見圖1。

表1 載荷與原料對比

圖1 電子皮帶秤實物測量線性化

由表1可知，在積分儀將P390設為1，P391-1至P391-5填入5個載荷值，P392-1至392-5填入5個補償值即可完成皮帶秤的線性化。一般情況下只需要對一個點進行補償，通常是一個較低的載荷。

5.3 開機狀態零點觀察

在皮帶運行且未帶料的情況下對電子皮帶秤數據進行記錄與觀察能夠及時發現皮帶秤的零點漂移，及時做出相應的處理措施，從而提高皮帶秤的穩定性與準確性。

6 結 語

通過對電子皮帶秤安裝方式優化、提高測速傳感器準確性、積分儀參數合理選擇、采取電氣抗干擾措施等手段的實施，能夠一定程度上提高電子皮帶秤的穩定性與準確性。非機械安裝原因引起的皮帶秤非線性可通過實物校準進行線性化處理提高皮帶秤準確性。對于在皮帶曲面區域進行皮帶秤安裝，由于受力的不可預測性，尚無可靠的辦法實施。