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臺西門子BW500電子皮帶秤對給礦量進(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。通過長期的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)積累得出電子皮帶秤測量的準(zhǔn)確性主要體現(xiàn)在安裝方式、速度檢測、合理的參數(shù)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(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)力過大會使皮帶受力不穩(wěn)，引起設(shè)備振動，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，如不對皮帶秤重新校準(zhǔn)將會影響稱重結(jié)果。

(2)應(yīng)避開輸送機(jī)裝料點(diǎn)與卸料點(diǎn)。對皮帶裝料時物料落下會產(chǎn)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(yīng)裝在距離裝、卸料點(diǎn)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(diǎn)太近，會引起皮帶秤測量的不穩(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)生摩擦影響測量結(jié)果。整個稱重域內(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，在空載時皮帶彈起，支撐架其中一側(cè)的受力較小，皮帶秤校準(zhǔn)時不能進(jìn)行配平，零點(diǎn)校準(zhǔn)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(yù)測的，皮帶秤的測量會有一定的誤差；曲線區(qū)域的皮帶架由于皮帶張力影響，空載與重載時皮帶對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，坡度過大易引起物料的不規(guī)則滑動，從而引起測量的不穩(wěn)定性。為了保證電子皮帶秤測量的穩(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，皮帶跑偏會引起零點(diǎn)偏移，影響電子皮帶秤的測量結(jié)果，及時對皮帶跑偏進(jìn)行糾正能夠有效減少零點(diǎn)漂移對測量數(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

皮帶秤在安裝時任何步驟要求不得與主皮帶發(fā)生任何關(guān)系。在安裝時皮帶秤應(yīng)采用獨(dú)立的安裝支架或平臺，安裝支架或平臺必須穩(wěn)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(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、承重高度和槽行角的公差應(yīng)在國家標(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，定期用鋼卷尺對其間距進(jìn)行確認(rèn)，必要時對皮帶秤進(jìn)行校準(zhǔn)。

2 皮帶秤速度傳感器

電子皮帶秤測量的是礦物質(zhì)量流量，因此速度是影響皮帶秤的一個重要因素，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引起速度不穩(wěn)定或速度不準(zhǔn)確。皮帶的運(yùn)動會引起支架的振動，傳感器保護(hù)外殼安裝于皮帶支架上，需用專用彈簧對傳感器進(jìn)行固定從而減少機(jī)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(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；測速滾筒直徑盡可能用千分尺進(jìn)行測量，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)顯示速度與測量速度不一致時，可通過速度補(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)際速度可以消除測速傳感器不準(zhǔn)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(shù)，皮帶運(yùn)行過程中測速滾筒黏附料物之后測速滾筒直徑發(fā)生變化，同時，測速滾筒長期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會發(fā)生必要的磨損亦會導(dǎo)致滾筒直徑發(fā)生變化。因此，每天對測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個月對測速滾筒直徑參數(shù)進(jìn)行修正，每年更換1次測速滾筒能夠提高測速傳感器數(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、不同控制要求對數(shù)據(jù)采集的響應(yīng)速率會有不同的要求。通過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)盡量避開動力線，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，電路板被水浸泡或粉塵進(jìn)入接線盒內(nèi)；積分儀和現(xiàn)場的距離較遠(yuǎn)時，稱重信號線和動力電纜線應(yīng)分開敷設(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，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個百分點(diǎn)(可根據(jù)工藝要求適當(dāng)調(diào)整)時，校準(zhǔn)通過，偏差值大于0.05個百分點(diǎn)時，需要重新調(diào)校。當(dāng)多次調(diào)校不能達(dá)到工藝要求時，需對設(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)無問題的情況下，需根據(jù)操作手冊進(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出現(xiàn)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(tǒng)中的缺陷并提供一個實(shí)際過程的精確報(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校驗(yàn)機(jī)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(jī)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(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)物測試在設(shè)計(jì)流量0～100%的范圍內(nèi)，確定1～5個需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)狞c(diǎn)，對其進(jìn)行實(shí)物檢測，計(jì)算每個流量檢測點(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(shí)物測量線性化

由表1可知，在積分儀將P390設(shè)為1，P391-1至P391-5填入5個載荷值，P392-1至392-5填入5個補(bǔ)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(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，通常是一個較低的載荷。

5.3 開機(jī)狀態(tài)零點(diǎn)觀察

在皮帶運(yùn)行且未帶料的情況下對電子皮帶秤數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與觀察能夠及時發(fā)現(xiàn)皮帶秤的零點(diǎn)漂移，及時做出相應(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

通過對電子皮帶秤安裝方式優(yōu)化、提高測速傳感器準(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實(shí)物校準(zhǔn)進(jìn)行線性化處理提高皮帶秤準(zhǔn)確性。對于在皮帶曲面區(qū)域進(jìn)行皮帶秤安裝，由于受力的不可預(yù)測性，尚無可靠的辦法實(shí)施。