陳 麗

（銅陵松成電子有限責(zé)任公司，安徽 銅陵 244000）

隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和智能AI技術(shù)的飛躍發(fā)展，電子皮帶秤已廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、化工、糧食加工、醫(yī)藥制造、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的在線計(jì)量和自動(dòng)化控制管理。

電子皮帶秤在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中為了達(dá)到較高的計(jì)量精度，要求經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)和校正，但皮帶秤校驗(yàn)周期較短，且校驗(yàn)過(guò)程非常繁雜（參閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用的“人工掛碼校驗(yàn)”或“實(shí)物校正實(shí)驗(yàn)”）。傳統(tǒng)的校驗(yàn)方法“實(shí)物校正”或“人工掛碼（砝碼/鏈碼）”校驗(yàn)的工作量非常大，花費(fèi)的人力和物力非常多，且每次校驗(yàn)都需反復(fù)操作3～5遍，歷時(shí)3～5個(gè)小時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度巨大，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，皮帶輸送機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)和人工高強(qiáng)度的疲勞勞動(dòng)更是增添了許多的安全隱患。因此許多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電子皮帶秤都無(wú)法按規(guī)定正常校驗(yàn)和校正，使得電子皮帶秤的計(jì)量結(jié)果誤差大、穩(wěn)定性和可靠性都不高，達(dá)不到預(yù)期的使用效果。針對(duì)傳統(tǒng)的電子皮帶秤在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在的上述缺點(diǎn)和問(wèn)題，我們應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)制造了“電子皮帶秤自動(dòng)加載卸載校驗(yàn)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多人手動(dòng)掛碼，使用“一鍵標(biāo)定”技術(shù)，徹底解放勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力水平，消除現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)狀態(tài)下人工作業(yè)的安全隱患，確保了皮帶秤動(dòng)態(tài)校驗(yàn)的安全性，為皮帶秤的智能化管理和實(shí)現(xiàn)無(wú)人維護(hù)創(chuàng)造了良好的條件。

1 針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)包括：

1.1 計(jì)量秤體

含固定架（1）、稱量架（2）、傳力桿（3）、稱重傳感器（4）。

1.2 自動(dòng)加載卸載裝置

含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（5）、承載器（6）、加載器（7）、棒條碼（8）。當(dāng)相對(duì)稱的兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)桿升起承載器時(shí)，兩只承載器就會(huì)頂起兩根棒條碼，此時(shí)棒條碼脫離四只加載器，稱量架不再承受棒條碼的重量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸載功能；但當(dāng)相對(duì)稱的兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)桿降下承載器時(shí)，4只加載器就會(huì)托住兩根棒條碼，同時(shí)承載器脫離棒條碼，兩只棒條碼的重量就會(huì)通過(guò)加載器加載到稱量架上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加載功能。

1.3 安全保護(hù)裝置

安全保護(hù)裝置（9）主要是防止棒條碼的丟失、損壞以及實(shí)際的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程中因皮帶的抖動(dòng)、皮帶的撕裂、損壞所造成的棒條碼脫落等而引起的其他設(shè)備損壞和人員傷亡等安全事故。安全保護(hù)裝置由銅帶、固定扣、卡槽、和固定連接的螺栓所組成。安全保護(hù)裝置大大提高設(shè)備的可靠性和安全性，確保系統(tǒng)的安全。

1.4 定位裝置

定位裝置（10）是由方管定位軌道、方型升降軌、棒條碼卡槽等組成。方管定位軌道對(duì)稱垂直焊接在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盒的兩邊垂直中心線位置，方型升降軌垂直對(duì)稱焊接在承載器的下面，確保方管定位軌道和方型升降軌的垂直中心線重合。這樣當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)承載器升降時(shí)，方型升降軌則在方管定位軌道內(nèi)對(duì)應(yīng)著升降，確保承載器升降運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)前后左右晃動(dòng)及擺動(dòng)的現(xiàn)象，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。另外棒條碼上根據(jù)皮帶寬度規(guī)格以中心對(duì)稱性加工了加載卡槽和兩個(gè)承載卡槽，確保加載或卸載時(shí)棒條碼可靠置于加載器或承載器的端口內(nèi)，無(wú)法橫向滾動(dòng)和縱向滑動(dòng)。定位裝置的設(shè)計(jì)大大提供了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1.5 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：①驅(qū)動(dòng)模塊盒、②驅(qū)動(dòng)模塊、③電動(dòng)推桿、④驅(qū)動(dòng)電源、⑤手控器/遙控器等。驅(qū)動(dòng)電源/驅(qū)動(dòng)模塊/電動(dòng)推桿就均安裝于驅(qū)動(dòng)模塊盒內(nèi)。驅(qū)動(dòng)電源/驅(qū)動(dòng)模塊同時(shí)控制2臺(tái)電動(dòng)推桿的升降運(yùn)行；電動(dòng)推桿的頂端于承載器用螺栓連接；手控器/遙控器用于手動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)由儀表給定指令運(yùn)行。

1.6 幫條碼

棒條碼放置于承載器和加載器上方。加載校驗(yàn)時(shí)由4只加載器承托，卸載時(shí)由2只承載器頂起。

1.7 安裝支架

安裝支架（11）為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝時(shí)的輔助支撐機(jī)架。安裝支架常規(guī)為落地并緊靠皮帶輸送機(jī)主梁部位安裝，定點(diǎn)為秤體橫向的中心線位置，于皮帶輸送機(jī)主梁外側(cè)對(duì)稱安裝。安裝時(shí)基礎(chǔ)固定或焊接方式依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況有所不同，可根據(jù)實(shí)際情況而定。

2 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校驗(yàn)的工作原理簡(jiǎn)述

自動(dòng)加載卸載校驗(yàn)時(shí)，由皮帶秤計(jì)控儀表輸出指令，智能驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)接收到的指令進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的加載、卸載、校驗(yàn)等工作；

手動(dòng)加載卸載校驗(yàn)時(shí)，由手控器或遙控器按鈕發(fā)出指令，智能驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)接收到的指令進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的加載、卸載、校驗(yàn)等工作。

2.1 卸載

當(dāng)相對(duì)稱的兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)桿升起承載器時(shí)，兩只承載器就會(huì)頂起兩根棒條碼，此時(shí)棒條碼脫離四只加載器，稱量架不再承受棒條碼的重量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸載功能。

2.2 加載

當(dāng)相對(duì)稱的兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)桿降下承載器時(shí)，4只加載器就會(huì)托住兩根棒條碼，同時(shí)承載器脫離棒條碼，兩只棒條碼的重量就會(huì)通過(guò)加載器加載到稱量架上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加載功能。

2.3 校驗(yàn)過(guò)程分析及數(shù)據(jù)計(jì)算

設(shè)定皮帶輸送機(jī)托輥組間距為L(zhǎng)（國(guó)標(biāo)L=1200mm），單根棒條碼的重量為M千克（公斤），兩根棒條碼的總重量為2M千克，皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行速度為V米/秒，皮帶輸送機(jī)運(yùn)載周期為T，以雙托輥全懸浮式秤架為例，則加載2跟棒條碼時(shí)2M千克的重量通過(guò)4只加載器加載到整個(gè)稱量架上。

根據(jù)《國(guó)標(biāo)皮帶輸送機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)原理》和《GB/T7721-2017連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器（皮帶秤）》電子皮帶秤國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)得知：

雙托輥秤架的有效計(jì)量長(zhǎng)度為2L=2400mm=2.4米（附注：?jiǎn)瓮休伋蛹艿挠行в?jì)量長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.2米，四托輥秤架的有效計(jì)量長(zhǎng)度為4L=4.8米，依此類推），空皮帶運(yùn)行加載后，秤體有效計(jì)量區(qū)間上的

①平均受力密度（物料密度）為D=（2M/2.4）千克/米=（2MV/2.4）kg/m ；

②平均物料流量（即處理量）PL=D＊V=（2MV/2.4）kg/s

=（2MV/2.4）＊（3600/1000）噸/小時(shí)=3MV（t/h）。

①皮帶校驗(yàn)n整數(shù)圈時(shí)的物料累計(jì)量為：Gn=PL＊T＊n=nPLT=3nMVT（t）。

若此時(shí)電子皮帶秤計(jì)量?jī)x表檢測(cè)顯示的物料流量（即處理量）為PXt/h、皮帶校驗(yàn)n整數(shù)圈時(shí)的物料累計(jì)量為GXt，即可根據(jù)PL和PX的差值大小或比較Gn和Gx的差值大小確定系統(tǒng)的誤差大小，再通過(guò)“修正誤差系數(shù)”（將PL/PX的值或Gn/Gx值置于儀表內(nèi)，儀表也可自動(dòng)修正）進(jìn)行誤差修正或校正，直到PL和PX的差值或Gn/Gx差值在誤差允許范圍內(nèi)為止。

誤差到達(dá)要求后，校驗(yàn)工作即告結(jié)束。此時(shí)發(fā)出卸載指令，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就會(huì)升起承載器，讓棒條碼脫離稱量架，卸載工作結(jié)束，保存和備份好當(dāng)前數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析和比較

表1 指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益分析一覽表

4 系統(tǒng)應(yīng)用的主要意義

基于皮帶秤現(xiàn)場(chǎng)檢定不夠方便、實(shí)物檢定條件不夠成熟等特殊情況，用自動(dòng)掛碼校驗(yàn)系統(tǒng)代替原有的人工掛碼和實(shí)物標(biāo)定。用自動(dòng)代替手動(dòng)，一鍵標(biāo)定，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力水平，消除現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)狀態(tài)下人工作業(yè)的安全隱患，確保了皮帶秤動(dòng)態(tài)校驗(yàn)的安全性，為皮帶秤的智能化管理和實(shí)現(xiàn)無(wú)人維護(hù)創(chuàng)造了良好的條件。