西門子電子皮帶秤測速裝置改造

王 猛

（廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司，廣東廣州 510730）

0 引言

廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司西基碼頭是華南地區(qū)較大的煤炭專業(yè)化碼頭，年卸船量1300萬t，裝船量600萬t。碼頭內(nèi)有2個裝船泊位，采用電子皮帶秤作為裝船流程貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)。

1 電子皮帶秤工作原理

2013年，新港港務(wù)分公司引入2套西門子電子皮帶秤安裝于計(jì)量皮帶機(jī)BC12、29上。皮帶秤系統(tǒng)包括1個帶稱重傳感器的稱重橋架（型號MMMI）、1個積算儀（型號BW500）和1個皮帶速度傳感器（型號：WS300），計(jì)量精度為0.5級。

電子皮帶秤工作原理：稱重傳感器檢測皮帶上的物料重量，并將信號發(fā)給積算儀，積算儀接收安裝于從動輥或測速輥的皮帶速度傳感器的電子脈沖信號；利用這2個信號，積算儀通過公式（重量×速度=流量）計(jì)算皮帶上物料的瞬時流量，再通過瞬時流量對時間的積分測出通過皮帶的物料的總重量（圖1）。

由于測速傳感器輸出的脈沖信號是一路獨(dú)立的信號，其精度和穩(wěn)定性是影響電子秤精度的重要因素。

2 皮帶秤測速系統(tǒng)存在的問題

該測速系統(tǒng)是由測速傳感器WS300和測速滾筒共同配合完成：測速滾筒壓裝在回程皮帶的上表面，WS300與測速滾筒的軸采用承插式連接，螺栓固定；WS300采用旋轉(zhuǎn)光學(xué)編碼器將軸的每次旋轉(zhuǎn)換成256～1000個脈沖列，可雙向順時針和逆時針方向運(yùn)行（圖2、圖3）。注意，該原理圖只用于安裝到測速輥或壓帶輥，鉆一個10 mm孔用于制動桿。

圖1 電子皮帶秤原理

使用過程中，皮帶秤測速系統(tǒng)出現(xiàn)以下問題：①測速傳感器與測速滾筒為分體式結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)時不同心，多次出現(xiàn)測速傳感器從連接處脫開、制動桿斷裂；②回程灑料容易粘在測速滾筒表面，引起滾筒線速度變化，造成測速偏差；③回程皮帶上表面積水時積水無法排除，造成測速滾筒打滑，引起測速偏差；④測速滾筒的軸承磨損超標(biāo)引起整個系統(tǒng)徑向跳動，引起測速偏差，加劇傳感器的損壞；⑤當(dāng)皮帶機(jī)的帶寬不一樣時，需配置不同規(guī)格的測速滾筒，備件的規(guī)格較多，增加成本。因此，決定對該測速系統(tǒng)進(jìn)行改造。

圖2 測速系統(tǒng)安裝原理

圖3 測速系統(tǒng)現(xiàn)場

3 改造方案

經(jīng)過調(diào)研，決定以南京三埃陣列式皮帶秤的測速裝置替代西門子測速裝置。三埃測速裝置由測速傳感器SA-208和固定槽鋼組成，傳感器與固定槽鋼分別為獨(dú)立結(jié)構(gòu)。測速傳感器主要由前段的雙測速盤、中段內(nèi)置的光學(xué)編碼器以及尾段的配重系統(tǒng)組成，通過活動連接件與固定槽鋼相連（圖4、圖5）。

圖4 測速傳感器

與西門子測速裝置相比，三埃的測速裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：①該測速裝置應(yīng)用杠桿原理，通過尾部配重的作用，始終保持前段的測速盤與輸送機(jī)面上皮帶的下表面可靠接觸；②測速盤安裝在面上皮帶的下表面，回程灑料和積水的影響可以完全消除；③雙測速盤的結(jié)構(gòu)保證在皮帶跑偏時至少有一個測速盤與皮帶可靠接觸，測速盤表面有增大摩擦力的細(xì)紋，保持測速的準(zhǔn)確性；④測速盤重量較輕，轉(zhuǎn)動位置采用自潤滑的軸承，減少定期潤滑的工作，維護(hù)量小；⑤測速盤與光學(xué)編碼器為一體式結(jié)構(gòu)，減少故障點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性；⑥測速傳感器與固定槽鋼是獨(dú)立結(jié)構(gòu)，當(dāng)皮帶寬度不一致時，只需要購置測速傳感器，配置不同規(guī)格的固定槽鋼就能滿足不同寬度皮帶的要求，降低備件成本。

此外，還要考慮三埃測速傳感器SA-208與西門子測速傳感器WS300技術(shù)參數(shù)的匹配性及接線方式（表1、圖6）。

圖5 測速裝置安裝效果

表1 WS300與SA-208的主要技術(shù)參數(shù)

圖6 測速傳感器接線圖

根據(jù)2種傳感器技術(shù)參數(shù)對比，除測速滾筒和測速盤直徑、測速滾筒和測速盤每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)不同，其他的參數(shù)，包括輸入輸出、供電電壓、旋轉(zhuǎn)方向、接線方式都是匹配的。查西門子積算儀BW500使用手冊，測速滾筒直徑和測速傳感器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)這2個參數(shù)與參數(shù)組P691和P692相關(guān)，可以通過修改P468和P469的值與現(xiàn)場實(shí)際值進(jìn)行匹配；將P691的原值由215改成300.3，P692的原值由256改成64。

4 改造效果

2017年11月，BC12、29各停機(jī)2 d，將原有的西門子測速裝置改造成三埃測速裝置。改造后的測速系統(tǒng)與原有系統(tǒng)完美融合，基本處于免維護(hù)工作狀態(tài)，使用接近1年，整體運(yùn)行平穩(wěn)，解決了原測速系統(tǒng)頻繁故障及測量值波動大的問題。