王振魁，王絨香，趙金忠

（金川集團(tuán)股份有限公司，甘肅 金昌 737100）

1 前言

計(jì)量管理是實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要保證，在企業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程中，從原材料的篩選到定額投料，從工藝流程監(jiān)控到產(chǎn)品的品質(zhì)檢驗(yàn)，都離不開(kāi)計(jì)量。其中定滑輪式行車秤是安裝在起重機(jī)上，用于空中控制裝卸和稱重計(jì)量的衡器設(shè)備，廣泛應(yīng)用于鋼鐵廠、冶煉廠等大型廠房?jī)?nèi)，其稱重托架通過(guò)四只稱重傳感器和限位裝置安裝在小車上，將原小車上的卷筒、定滑輪組、減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)裝置等都移裝到稱重托架上，從而實(shí)現(xiàn)稱重的目的。

筆者所在的企業(yè)為某大型火法冶煉廠，其冶煉爐窯生產(chǎn)原料來(lái)自精礦料倉(cāng)，為控制冶煉爐窯的反應(yīng)溫度、渣型、品位及雜質(zhì)含量，需對(duì)入爐前的精礦原料按工藝要求，由行車秤進(jìn)行精確計(jì)量配比。在原料品質(zhì)差、雜質(zhì)元素含量高的情況下，配料不穩(wěn)定不僅會(huì)對(duì)爐況造成影響，導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)反應(yīng)不完全、鍋爐粘結(jié)加劇，并且會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)，影響后續(xù)系統(tǒng)生產(chǎn)，因此，行車秤的穩(wěn)定可靠、安全運(yùn)行及計(jì)量準(zhǔn)確，對(duì)生產(chǎn)組織和運(yùn)行起著關(guān)鍵性作用，但料倉(cāng)內(nèi)的行車秤因使用環(huán)境惡劣、計(jì)量區(qū)范圍劃定不合理及行車位置檢測(cè)元件等選擇不當(dāng)?shù)仍颍瑢?dǎo)致行車秤誤計(jì)、漏計(jì)現(xiàn)象較為頻繁。

2 行車秤誤計(jì)、漏計(jì)的原因

2.1 計(jì)量區(qū)范圍劃定不合理

料倉(cāng)內(nèi)行車秤在抓料計(jì)量時(shí)，由行車駕駛員駕駛行車駛?cè)胗?jì)量區(qū)，靠人工讀取計(jì)量系統(tǒng)的抓斗重量進(jìn)行計(jì)量，或由位置檢測(cè)傳感器檢測(cè)行車或小車在計(jì)量區(qū)的位置進(jìn)行計(jì)量。行車在料倉(cāng)軌道左右往復(fù)行駛，小車在行車軌道上下往復(fù)行駛，行車或小車只要經(jīng)過(guò)計(jì)量區(qū)，計(jì)量系統(tǒng)便會(huì)默認(rèn)為進(jìn)行計(jì)量作業(yè)，并讀取行車秤稱重?cái)?shù)據(jù)。因此，計(jì)量數(shù)據(jù)是否有效完全依賴于人工判別，不僅生產(chǎn)效率低、工作量極大，且容易造成行車秤誤計(jì)、漏計(jì)。

2.2 位置檢測(cè)傳感器選擇不當(dāng)

由于精礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量蒸汽和粉塵，這些蒸汽和粉塵隨著精礦進(jìn)入料倉(cāng)，彌漫在廠房里，造成料倉(cāng)中的計(jì)量設(shè)備設(shè)施腐蝕加快，粉狀精礦的粒度一般在13～75μm，微細(xì)粒的粉塵對(duì)計(jì)量設(shè)備，尤其是對(duì)直接暴露在料倉(cāng)中計(jì)量區(qū)內(nèi)的位置檢測(cè)元件造成很大的故障隱患。

如選擇光電類位置檢測(cè)傳感器，行車秤在計(jì)量區(qū)位置檢測(cè)時(shí)，當(dāng)位置檢測(cè)的反射板擦拭不及時(shí)或不徹底時(shí)，會(huì)影響光電類位置檢測(cè)傳感器發(fā)射/接收信號(hào)的的強(qiáng)度，光電傳感器發(fā)射出的光信號(hào)不能穿透金屬粉塵照到反射板上，導(dǎo)致光信號(hào)的時(shí)斷時(shí)續(xù)，造成行車秤的誤計(jì)，當(dāng)反射板上金屬粉塵足夠多時(shí)，就會(huì)造成反射板檢測(cè)不到光信號(hào)而造成行車秤漏計(jì)。

如選擇磁感應(yīng)類接近開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)傳感器，磁感應(yīng)類接近開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)傳感器具備防粉塵功能，但缺點(diǎn)是檢測(cè)距離小，長(zhǎng)時(shí)間使用后感應(yīng)距離有所變化，需人工進(jìn)行調(diào)整感應(yīng)強(qiáng)度，且對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)磁感應(yīng)類接近開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)傳感器的檢測(cè)板的安裝位置及平直度要求較高，維護(hù)調(diào)整難度大。

在無(wú)人值守的計(jì)量崗位，當(dāng)位置檢測(cè)傳感器受到粉塵、震動(dòng)、檢測(cè)距離的影響造成信號(hào)中斷時(shí)，這時(shí)計(jì)量系統(tǒng)檢測(cè)不到行車秤在計(jì)量區(qū)的位置信息，計(jì)量系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)為行車秤在計(jì)量區(qū)外進(jìn)行倒料，并未進(jìn)行計(jì)量作業(yè)，從而造成整個(gè)班次的漏計(jì)，給生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工作造成嚴(yán)重的影響。

2.3 計(jì)量稱重信號(hào)傳輸方式落后

目前，大多數(shù)行車秤計(jì)量系統(tǒng)與小車秤臺(tái)傳感器接線盒之間的稱重信號(hào)傳輸采用有線信號(hào)屏蔽電纜，該電纜固定在控制小車抓斗提升系統(tǒng)的拖纜上，拖纜隨小車左右移動(dòng)或行車在檢修時(shí)，容易導(dǎo)致稱重信號(hào)傳輸屏蔽電纜意外破損、擠傷、拉伸、掛斷，在拖拉伸展時(shí)稱重信號(hào)傳輸屏蔽電纜短路、斷路故障頻發(fā)，且在安裝更換和日常維護(hù)時(shí)較為復(fù)雜，也常常因?yàn)榉Q重信號(hào)傳輸屏蔽電纜故障，造成行車秤在計(jì)量區(qū)誤計(jì)、漏計(jì)。

3 實(shí)施對(duì)策及建議

3.1 合理劃定計(jì)量區(qū)范圍

在料倉(cāng)內(nèi)，對(duì)計(jì)量區(qū)橫向長(zhǎng)度和縱向?qū)挾冗M(jìn)行設(shè)置（參見(jiàn)圖一）：行車在料倉(cāng)軌道左右行駛，行車到達(dá)計(jì)量區(qū)時(shí)為左，駛出計(jì)量區(qū)時(shí)為右，行駛距離為計(jì)量區(qū)橫向長(zhǎng)度；小車在行車軌道上下行駛，小車進(jìn)入計(jì)量區(qū)時(shí)為上，駛出計(jì)量區(qū)時(shí)為下，行駛距離為計(jì)量區(qū)縱向?qū)挾?。行車、小車駛?cè)?、駛出就形成了一個(gè)計(jì)量區(qū)域。

在行駛軌道上分別安裝行車橫向長(zhǎng)度、小車縱向?qū)挾鹊乳L(zhǎng)的位置檢測(cè)接收元件，在行車、小車上分別安裝橫向長(zhǎng)度和縱向?qū)挾任恢脵z測(cè)發(fā)射元件，通過(guò)接收/發(fā)射元件位置識(shí)別就劃定了計(jì)量區(qū)。通過(guò)位置檢測(cè)，計(jì)量系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判別行車、小車在料倉(cāng)中的運(yùn)行軌跡，滿足計(jì)量區(qū)橫向/縱向位置檢測(cè)，計(jì)量系統(tǒng)才進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而達(dá)到了合理劃定計(jì)量區(qū)范圍的目的。

3.2 選擇適當(dāng)?shù)奈恢脵z測(cè)傳感器

針對(duì)料倉(cāng)環(huán)境比較惡劣，彌補(bǔ)光電類位置檢測(cè)傳感器及磁感應(yīng)類接近開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)傳感器等在粉塵、震動(dòng)、檢測(cè)距離上存在的不足，筆者建議采用非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的RFID位置檢測(cè)傳感器，此傳感器具有識(shí)別速度快、準(zhǔn)確性高、壽命長(zhǎng)、不需要人工干預(yù)的特點(diǎn)， 100ms內(nèi)就可以完成行車秤在計(jì)量區(qū)位置快速檢測(cè)，行車和小車位置信息讀取準(zhǔn)確率接近100%。結(jié)合圖一，對(duì)計(jì)量區(qū)范圍設(shè)置及RFID位置檢測(cè)傳感器安裝進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

（1）對(duì)設(shè)置計(jì)量區(qū)橫向長(zhǎng)度進(jìn)行位置檢測(cè)

在計(jì)量區(qū)行車軌道上固定安裝橫向長(zhǎng)度檢測(cè)RFID卡，在行車上固定安裝RFID卡讀卡器，行車上RFID卡讀卡器對(duì)軌道上的RFID卡在計(jì)量區(qū)的橫向長(zhǎng)度進(jìn)行無(wú)縫位置檢測(cè)，當(dāng)行車駛?cè)?駛出計(jì)量區(qū)時(shí)，行車上的RFID卡讀卡器發(fā)出的射頻信號(hào)對(duì)軌道上的RFID卡進(jìn)行讀卡識(shí)別，精準(zhǔn)定位檢測(cè)行車位置信息。

（2）對(duì)設(shè)置計(jì)量區(qū)縱向?qū)挾冗M(jìn)行位置檢測(cè)

在小車行駛軌道上固定安裝縱向?qū)挾葯z測(cè)RFID卡，在小車上固定安裝RFID卡讀卡器，小車上RFID卡讀卡器對(duì)軌道上的RFID卡在計(jì)量區(qū)的縱向?qū)挾冗M(jìn)行無(wú)縫位置檢測(cè)，當(dāng)小車駛?cè)?駛出計(jì)量區(qū)時(shí)，小車上的RFID卡讀卡器發(fā)出的射頻信號(hào)對(duì)軌道上的RFID卡進(jìn)行讀卡識(shí)別，精準(zhǔn)定位檢測(cè)小車位置信息。

通過(guò)對(duì)行車、小車橫向長(zhǎng)度和縱向?qū)挾任恢脵z測(cè)，計(jì)量系統(tǒng)結(jié)合行車秤抓斗重量以及RFID位置檢測(cè)傳感器給出的位置信息，精準(zhǔn)檢測(cè)行車秤是在計(jì)量區(qū)進(jìn)行計(jì)量還是倒料工作，大大降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了行車秤的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)效率和計(jì)量準(zhǔn)確性。

3.3 采用無(wú)線信號(hào)通訊模塊傳輸

將稱重傳感器信號(hào)至駕駛室計(jì)量系統(tǒng)信號(hào)傳輸屏蔽電纜由有線拖纜改為無(wú)線信號(hào)通訊模塊進(jìn)行發(fā)送傳輸，具體安裝方式為：以稱重托架為基礎(chǔ)，在托架上固定安裝電氣控制箱，箱內(nèi)設(shè)備固定時(shí)增加防震墊及防塵接頭，取小車提升裝置上的動(dòng)力電源，經(jīng)隔離變壓器引入小車電氣箱內(nèi)，經(jīng)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行電源分配供給，將稱重模塊、無(wú)線通訊模塊、AD板置于電氣箱內(nèi)，稱重輸出信號(hào)經(jīng)稱重模塊、AD板進(jìn)一步處理，把模擬信號(hào)濾波后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再由無(wú)線通訊模塊發(fā)送至計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)一步處理，從而降低因計(jì)量稱重信號(hào)傳輸屏蔽電纜故障造成的誤計(jì)、漏計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)行車秤在料倉(cāng)運(yùn)行特點(diǎn)，在不影響正常生產(chǎn)作業(yè)的條件下，通過(guò)優(yōu)化計(jì)量流程，合理劃定計(jì)量區(qū)范圍，采用非接觸式RFID檢測(cè)傳感器進(jìn)行位置檢測(cè)，改變現(xiàn)有的檢測(cè)模式，降低了行車秤的誤計(jì)、漏計(jì),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化控制，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、工藝過(guò)程控制、金屬平衡及成本核算等工作提供了準(zhǔn)確可靠的計(jì)量數(shù)據(jù)，避免了因計(jì)量數(shù)據(jù)失準(zhǔn)帶來(lái)的計(jì)量異議及負(fù)面影響，對(duì)降低人員勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益方面起到了積極的促進(jìn)作用。