武良

（國家能源神華準(zhǔn)格爾能源有限公司黑岱溝選煤廠裝車車間，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

一、煤炭裝車系統(tǒng)測量與控制技術(shù)概述

電子軌道衡用于實(shí)現(xiàn)對裝載列車重量的稱量，其稱量的準(zhǔn)確程度與稱量速度影響煤炭裝車的時間與效率。我國國內(nèi)的軌道衡發(fā)展多年，其發(fā)展過程大致分為階段：

（一）機(jī)械杠桿式

稱臺大部分為大梁式主梁結(jié)構(gòu)，計量顯示采用字盤式，顯示重量不準(zhǔn)確，后期維護(hù)量大，不易檢修；并且由于手動操作稱量，其檢測時間長，不適合鐵路快速稱量的要求。

（二）機(jī)電結(jié)合式

由于靜態(tài)稱量的稱量方式稱量耗費(fèi)時間長，因此發(fā)展出機(jī)電結(jié)合式軌道衡。這種軌道衡通過檢測傳感器，利用電子測量裝置檢測出重量值；相比靜態(tài)機(jī)械杠桿式軌道衡具有檢測速度快，顯示數(shù)值清晰，應(yīng)用與維護(hù)較為方便等優(yōu)點(diǎn)。

（三）動態(tài)電子軌道衡

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電子軌道衡逐步發(fā)展成為動態(tài)電子軌道衡，它不僅能夠進(jìn)行列車裝載量稱量，而且能夠與其他設(shè)備進(jìn)行通訊，并將其檢測到的結(jié)果反饋到相關(guān)設(shè)備中去，其計量精度與速度得到極大的改善并且也是目前最為先進(jìn)的軌道衡稱重方式?？v觀電子軌道衡的發(fā)展歷史，其表現(xiàn)出測量精度更為準(zhǔn)確，測量速度不斷提升，能夠不斷的應(yīng)用新技術(shù)優(yōu)化稱量方式。隨著控制工藝過程的不斷改善，原有的電子軌道衡計量環(huán)節(jié)也與其他裝車環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對煤炭裝車的更優(yōu)控制。

二、電子皮帶秤在裝車配煤工作

（一）電子皮帶秤概述

皮帶秤是在皮帶輸送機(jī)輸送物料過程中用來自動稱重物料的，從采集數(shù)據(jù)到處理數(shù)據(jù)，再到數(shù)據(jù)顯示，都是自行完成的，只要做好維護(hù)點(diǎn)檢就可以了。我廠是煤炭洗選加工企業(yè)，輸送物料的主要設(shè)備是皮帶輸送機(jī)，它是一種應(yīng)用非常廣泛的散狀物料運(yùn)輸機(jī)械，而物料的稱重主要是靠電子皮帶秤來完成。電子皮帶秤主要由速度傳感器、稱重傳感器，秤架結(jié)構(gòu)、積算器儀表等組成。皮帶秤的結(jié)構(gòu)分類:單杠桿秤架結(jié)構(gòu)簡單，成本低，用于計量精度要求不高的場合。雙杠桿秤架的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但計量精度較高，穩(wěn)定性較好。積算器有方便的操作界面，操作人員可以通過面板按鍵進(jìn)行一系列的功能項選擇、參數(shù)設(shè)定、操作和維護(hù)。儀表主板下端提供輸入端口和輸出端口，接收和發(fā)出各類信號。系統(tǒng)診斷命令用于系統(tǒng)故障時對系統(tǒng)的測試。積算器的功能主要分為以下幾個方面：測量功能，監(jiān)測功能，打印功能，通信功能。測量功能主要有瞬時流量計算、流量累計量計算、稱的自動零點(diǎn)跟蹤。瞬時流量計算的方法是從稱重傳感器得到的單位皮帶長度的重量信息(公斤／米)數(shù)據(jù)乘以從速度傳感器得到的皮帶速度(夥秒)數(shù)據(jù)，二者的相乘就是瞬時流量(公斤／秒)。也可轉(zhuǎn)換成工程單位值(公斤／4,時或噸／4 時等)。通過接口可以提供電流信號輸出，來反映瞬時量的變化。累計量是單位長度的重量與運(yùn)行長度的積算，即瞬時流量乘以皮帶運(yùn)行時間，得出累積量的噸數(shù)。秤流量是按噸／小時來記錄流量的，即皮帶秤每小時所輸送的物料量。積算器的自動零點(diǎn)跟蹤方法是在皮帶運(yùn)行時，積算器內(nèi)部的理論值與實(shí)際值相比較，根據(jù)偏差形成的原因，積算器就要進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，完成自動調(diào)零，從而實(shí)現(xiàn)自動零點(diǎn)跟蹤。積算器具有以下監(jiān)測功能：狀態(tài)提示、過程報警、設(shè)定錯誤、設(shè)備故障。積算器的報警有：硬件故障報警、設(shè)定故障報警、皮帶打滑報警、高低瞬時流量報警、高低速度報警。屏上顯示的報警信息，通過面板按鍵和畫面復(fù)位、畫面控制來確認(rèn)并清除報警。為避免皮帶運(yùn)行的波動、電壓的波動等瞬時外界因素的干擾而產(chǎn)生的誤報警，可以設(shè)置延時報警功能。相關(guān)的報警可設(shè)定為提示報警顯示，此報警有記錄有提示但不影響運(yùn)行，設(shè)備急停報警顯示此報警有記錄有提示，表現(xiàn)為設(shè)備停機(jī)，影響運(yùn)行。積算器通過可選的通訊板可以連接串口打印機(jī)。積算器的通訊功能主要是串行通訊，使得遠(yuǎn)程智能設(shè)備能夠讀取積算器的內(nèi)容。

（二）電子皮帶秤的安裝接線

速度傳感器是一個速度檢測裝置，具體地說，是用來檢測皮帶速度的。稱的速度傳感器探頭固定到測速滾筒的一側(cè)，與滾筒相連的是測速轉(zhuǎn)盤，測速轉(zhuǎn)盤上開有對稱的空洞切割探頭信號，測速轉(zhuǎn)盤和滾筒相連為同步旋轉(zhuǎn)，皮帶運(yùn)行時，速度傳感器提供一系列脈沖，每個脈沖表示皮帶運(yùn)行的單位長度，脈沖頻率和皮帶速度成正比關(guān)系，脈沖信號通過屏蔽線路輸送給積算器。皮帶輸送機(jī)的皮帶要和測速滾筒要緊密接觸，不能因為打滑或帶松垮而影響滾筒的真實(shí)速度。我們現(xiàn)場的測速滾筒橫向安裝固定，和輸送機(jī)的縱向方向成垂直狀態(tài)，這樣可以防止皮帶跑偏的影響。我們定期做好測速滾筒兩端的軸承潤滑工作。需要注意的是，不要把速度傳感器安裝在驅(qū)動滾筒上。速度傳感器的電氣連接采用的是屏蔽電纜。皮帶秤的安裝位置，我們選擇在運(yùn)行平穩(wěn)的地方和皮帶張力變化最小的地方，躲開下料口，距離下料口50 米的地方。當(dāng)然，凹形或凸形曲線的皮帶輸送機(jī)上不能裝秤，如果裝稱，測量將不會準(zhǔn)確;秤應(yīng)裝在防雨好的地方;而且裝有皮帶秤的輸送機(jī)上不應(yīng)有任何震動裝置，否則皮帶震動，影響測量準(zhǔn)確性。我們在電纜鋪設(shè)過程中，稱重傳感器和速度傳感器的信號線和動力電纜分開敷設(shè)，防止干擾。儀表電源采用的是穩(wěn)定的照明用電，并且電壓穩(wěn)定。電子皮帶秤稱量準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性的關(guān)鍵取決于稱的正確安裝、調(diào)試和校驗。只有解決好現(xiàn)場使用中的具體問題，才能給配料監(jiān)控者提供可靠的稱量數(shù)據(jù)。

（三）電子皮帶秤校驗

先要精確測量皮帶一周圈的長度。在皮帶上做一個易于觀察的顯著標(biāo)識，開啟皮帶并以正常的速度運(yùn)行，當(dāng)標(biāo)識通過設(shè)定的參考點(diǎn)時，用秒表開始計算皮帶5 周整數(shù)圈的運(yùn)行時間，再算出運(yùn)行一圈的平均時間。然后將皮帶一周圈的長度、運(yùn)行一圈所用的時間輸入儀表，并進(jìn)行一次倒計時皮帶運(yùn)行，倒計時結(jié)束即完成了測試周期的建立。讓皮帶至少運(yùn)行半小時，再開始調(diào)零，零點(diǎn)校準(zhǔn)至少要進(jìn)行5 次，用以觀察零點(diǎn)穩(wěn)定性，零點(diǎn)穩(wěn)定正常后記錄零點(diǎn)值。在皮帶秤空載的情況下，通過去皮調(diào)零的方法，認(rèn)為此時積算器檢測到的值為0，當(dāng)有物料通過時，檢測實(shí)際流量。皮帶秤校準(zhǔn)類型有電子校準(zhǔn)、掛碼校準(zhǔn)、鏈碼校準(zhǔn)、物料校準(zhǔn)。其中鏈碼校準(zhǔn)是把用以校準(zhǔn)的鏈碼放在皮帶上，這種方法最接近實(shí)際工作狀態(tài)，所以我們的皮帶秤采用的就是鏈碼校準(zhǔn)的方法。鏈碼校準(zhǔn)時進(jìn)行間隔校準(zhǔn)，獲得合適的間隔值。進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)、間隔校準(zhǔn)可以使測得的測量值更準(zhǔn)確。當(dāng)皮帶料運(yùn)行一段時間后，再執(zhí)行零點(diǎn)和間隔校準(zhǔn)，保證測量值更準(zhǔn)確，以后形成定期檢查校準(zhǔn)皮帶秤的習(xí)慣。間隔又稱秤量間距，即重量顯示器對秤的承載器上單位標(biāo)準(zhǔn)重量變化所顯示的數(shù)值。也可理解為稱重積分采樣次數(shù)的參考值。當(dāng)稱重儀表所顯示的數(shù)值未必與承載器上的單位標(biāo)準(zhǔn)重量相一致時，我就要進(jìn)行間隔校準(zhǔn)。

（四）皮帶秤的維護(hù)日常維護(hù)要保持稱架的干凈，裝載物料的皮帶表面也要清潔，稱重托輥應(yīng)該潤滑良好

建議每隔一天檢測零點(diǎn)，每周間隔校準(zhǔn)觀察結(jié)果。測速滾筒的潤滑，要求每月潤滑一次，每周檢查一次。每周檢查電源、端子接線是否可靠。檢查所有的屏蔽電纜接線是否規(guī)范良好。儀表要干凈整潔。每周檢查現(xiàn)場的稱重傳感器要連接緊固良好，懸掛良好，接線良好無損壞。每周檢查速度傳感器要緊固良好，接線良好無損壞，防護(hù)罩安全堅固，測速滾筒潤滑運(yùn)轉(zhuǎn)良好，無異響。零點(diǎn)漂移的發(fā)生也會影響間隔校準(zhǔn)，隨之引起間隔漂移。存在零點(diǎn)漂移的原因有:稱重橋架上積料、稱重橋架內(nèi)卡有石塊、煤濕引起皮帶粘料、運(yùn)行皮帶的波動、皮帶在運(yùn)行中的自然伸長出現(xiàn)的松垮打滑、積算器電流板的損壞等。存在間隔漂移的原因有:輸送機(jī)皮帶張力的改變，測速傳感器的位移丟失脈沖、稱重傳感器的線性比差、電子測量元件的故障等。

三、皮帶秤在選煤廠裝車配煤應(yīng)用

該礦選煤廠裝車配煤系統(tǒng)分為1 號和2 號兩套系統(tǒng)。每套系統(tǒng)的裝車運(yùn)輸能力是5000 噸每小時，是由30 臺給料機(jī)，2 條配煤皮帶，還有一條皮帶為混煤裝車皮帶，還有就是配套的稱重裝車系統(tǒng)。每套裝車系統(tǒng)的3條皮帶對應(yīng)安裝了3 臺皮帶秤，用來稱重動態(tài)物料。皮帶秤在我廠的應(yīng)用非常廣泛，我廠經(jīng)過洗選加工后的煤，根據(jù)煤的熱值和粒度進(jìn)行產(chǎn)品煤的分倉儲存，當(dāng)有火車過來拉煤時，根據(jù)電廠及其他用戶熱值和粒度的要求，進(jìn)行配比給料，這樣就要通過皮帶秤的瞬時流量來監(jiān)測給料機(jī)的下料情況，也監(jiān)測各個配煤皮帶的煤流量，配煤皮帶的煤量匯積到裝車皮帶后進(jìn)入裝車系統(tǒng)煤倉，然后通過裝車溜槽裝到火車上。在這個過程中，皮帶秤的準(zhǔn)確性很重要，要求計算準(zhǔn)確，實(shí)時監(jiān)測，誤差小，通過瞬時流量和累積量反映皮帶的裝車配煤情況。我廠的裝車配煤給料系統(tǒng)是PLC 自動化集中控制工作方式，給料系統(tǒng)的遠(yuǎn)程PLC 是控制整個給料機(jī)和皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，裝車系統(tǒng)的PLC 是控制整個裝車站系統(tǒng)的運(yùn)行，它們之間又通過網(wǎng)絡(luò)通信連接在一起。PLC 裝置裝有各種模塊，主要有電源模塊、CPU 模塊、通訊模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、遠(yuǎn)程通信適配器。通過計算機(jī)畫面監(jiān)控給料機(jī)系統(tǒng)、膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)、裝車站系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時也監(jiān)控著6 臺皮帶秤運(yùn)行。給煤機(jī)的下煤量可以通過計算機(jī)屏幕上的頻率調(diào)節(jié)按鈕隨時調(diào)節(jié)，即通過改變變頻器的頻率來改變給煤機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變轉(zhuǎn)速而達(dá)到改變給料量的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對給煤機(jī)給煤量的連續(xù)控制。裝車前，先把車號、裝車節(jié)數(shù)、每節(jié)裝煤量、該列總的裝煤量、日期時間等參數(shù)輸?shù)接嬎銠C(jī)中，作為裝車系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然后操作員根據(jù)煤質(zhì)熱值要求來確定啟動的皮帶數(shù)量和各個煤倉給料機(jī)的啟動數(shù)量及給煤量。再操作計算機(jī)啟動裝車設(shè)備、膠帶輸送機(jī)、運(yùn)行給煤機(jī)。運(yùn)行過程中的煤量控制，由配煤員根據(jù)皮帶秤返回數(shù)據(jù)信號隨時調(diào)節(jié)給煤機(jī)的下煤量，以保證膠帶輸送機(jī)上的給煤配比符合所需熱值的要求。當(dāng)然膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)之間存在一定的閉鎖關(guān)系。

結(jié)束語：基于工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，帶動了生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)步，配料生產(chǎn)中需要的高性能電子皮帶秤也在增多。因此，要求皮帶秤具有操作方便、維護(hù)簡單、功能強(qiáng)大、和其他設(shè)備的兼容性要好、滿足網(wǎng)絡(luò)要求的功能。用戶根據(jù)實(shí)際條件的不同，在配料系統(tǒng)中選擇一套合理、完善、經(jīng)濟(jì)的皮帶秤就顯得尤為重要。