皮带称 选型课件

1、第四章二次仪表 4.1 累计器的组成4.2 累计器的积算器 积算器是累计器中最重要的部分，电子皮带秤的积算器通常采用积分器或累加器进行积算运算，以得出代表物料一段时间内累计重量的计数信号。 积算器有两种运算方式： 积分器 累加器积分器 当皮带输送机输送物料时，连续测量称重托辊上代表单位皮带长度上的荷重值q（ kgm），并将q值与同一时刻皮带速度值V（ms）相乘，则所得的乘积等于物料的瞬时流量： Q（t）= qV 累加器 皮带输送机运行时，每当皮带移动一段行程 d 就测量称重托辊上荷重值一次。当某段时间内皮带移动的行程为 nd ，可以把 n 次所测称重托辊上荷重值相加，以得出这段时间内累积流量

2、Q，即 Q=(q1+q2+q3+qn) 带电容放电回路的积分器积分器的输出过渡过程 累加过程示意图4.3 累计器的微机化微机皮带秤的优点 由常规电子线路组成的累计器，由于电子元器件多、线路复杂，在计量精确度、稳定性、多功能等方面还不能完全满足生产现场的需要。而微处理机性能价格比非常高，作为累计器的控制器件是非常合适的。 皮带秤累计器具有功能要求多的特点，常规的模拟仪表要增加一项功能就要相应增加一组电子元器件，价格相应也要增加，而微机化累计器扩展功能主要是靠软件开发，增加的硬件却很少。微机皮带秤的功能自动调零 在皮带输送机空载运行的条件下，测量皮带运行一周与皮重相关数值，将这些值存到存储器中，以

3、此作为零点调整的基准。当皮带运料时，物料的瞬时流量信号减去上述零点基准值即实现自动调零。 自动调零有两种方式： 平均值调零 绝对值调零 平均值调零 把整条皮带分成 n 段，在调零过程中让皮带输送机运行整数圈，将得到的n段重量累加后除以 n 得到平均皮重值，平均皮重值送存储器， 当皮带运料时， 物料的瞬时流量信号减去平均皮重值即实现自动调零， 这就是“平均值调零” 。绝对值调零 在皮带上设位置传感器，当位置传感器检测到皮带上的标志物（例如小磁铁、钢片等）时给出脉冲信号，我们可以此信号作为段同步点，调零过程中以同步点作为标记，将 n 段皮重值（n1、 n2nn）分别放入对应的n 段内存单元，这样皮

4、带实际走到哪段位置，就减去那段位置对应的皮重，这就是“绝对值调零”。 实践证明“绝对值调零”比“平均值调零”调零效果更好，反映在空秤累计指标上尤为明显。特别是对一些物料试验、模拟试验无法做到整数圈（例如本书后面介绍的砂袋试验、空料段链码试验）时，其检定精确度明显要高于“平均值调零”。 瑞士哈斯勒公司 GRAVIT 配料皮带秤采用了称之为“皮带重量图”的“绝对值调零”方法，在皮带秤上设置了皮带位置传感器， 以位置传感器作为起点和终点，将整条皮带以 40mm 长度为单位分成多段，在皮带秤调零操作时，将各段皮重分别存储，组成整条皮带的皮带重量图。 在物料正常输送时，由于可参照皮带位置传感器的正确定位

5、，因而从各段皮带测量的重量值中减去对应该段的皮重作为物料的实际净重。试验系数计算 皮带秤进行试验时，要求皮带输送机运行整数圈，把在整数圈条件下皮带秤的累计值与人工输入的准确值进行比较，即可自动计算并显示出新的试验系数，仪表也就校准了。参数补偿 对于一些影响称重数据精确度的参数，例如物料水分含量、皮带输送机倾角等可以进行补偿，一种方式是人工输入补偿值进行固定补偿，另一种方式是接入物料水分、皮带输送机倾角测量传感器连续输入信号进行实时补偿。线性度修正 由于秤架、称重传感器等器件非线性和皮带张力不均匀的影响，电子皮带秤整体性能也有可能出现一定程度的非线性。虽然这一现象较少发生，但如果能通过物料试验、

6、循环链码试验、滚链试验等测试手段确认电子皮带秤整体性能存在非线性，那么在某些累计器里就可以按多点实测数据进行线性度修正。修正方法通常采用“多段折线函数法”，即以多段折线近似地对皮带秤整体性能的非线性进行补偿。 皮带长度自动测量 采用定点测带长的方式，即在皮带上选一个“标记点”（如用油漆在皮带面上作标记，或选皮带上皮带接头之类的点作标记），在皮带机固定不动的纵梁上选一个“固定参照点”，待皮带预运行30分钟之后，可从“标记点”经过“固定参照点”时按下操作键开始测量带长的功能，待“标记点”再次经过“固定参照点”时，按下操作键停止测量带长的功能，测量所得为皮带运行一周位移传感器的累积脉冲数（例如123

7、5个脉冲），当乘以位移传感器每个脉冲所代表的位移（例如50mm/脉冲），可自动得到皮带长度为123550（mm）= 61750 (mm) = 61.75 (m)。 数字滤波 电子皮带秤属动态称重，给料不均匀、支座的振动、物料的冲击都可能使测量值产生较大的波动，测量信号的幅值变化往往为平均负荷值的15%以上。为了消除动态干扰，可以采用各种数字滤波方式 。4.4累计器的功能 一台最简单的电子皮带秤，它的二次仪表应该具有这样两个功能 显示目前这一瞬间的物料瞬时流量和某一段时间内的累积流量。 二次仪表的功能参数输入功能 显示功能 运算功能报警功能调整功能 自动控制功能 输出功能 诊断功能通讯功能参数输

8、入功能 包括输入量程、托辊间距、皮带倾角、皮带周长、零点标定皮带运行圈数、模拟标定值、实物标定值、累计值的分辨率、公制英制单位（如t/h、lb/s）选择等等。 显示功能 物料瞬时流量显示；物料累积流量显示；单位长度皮带上瞬时重量显示；皮带瞬时速度显示；皮带负荷率（单位长度皮带上瞬时重量与皮带秤额定瞬时重量的比值）显示；皮带周长显示；称重传感器原始输入mV信号显示；仪表动态零点显示；仪表满值系数显示；自动调零过程灯光显示；自动量程调整过程灯光显示；皮带秤运行时间显示；零点调整次数显示；量程调整次数显示。 目前，各种显示功能由模拟指针显示向数字显示方向发展，由单功能显示器向1至3个多功能显示器方向

9、发展，由文本显示器向图形显示器方向发展；显示功能可用切换开关、按键或触摸屏来选择。运算功能 运算功能除了上面提到的物料瞬时重量信号与皮带瞬时速度信号的乘法运算、累计运算外，还有秤架特性非线性补偿运算、皮带倾角自动补偿运算、水份补偿运算等等功能。 报警功能 物料瞬时流量超限报警； 单位皮带上瞬时重量超限报警； 皮带负荷率超限报警； 皮带瞬时速度超限报警； 二次仪表故障报警； 累积流量达到预置值时报警。 通常采用灯光报警或输出接点报警，有少数二次仪表本身带音响报警。 调整功能 零点调整、量程调整、多个称重传感器平衡调整、称重传感器及测速传感器数值调整等等功能。 列入调整功能的还有模拟称重传感器输出

10、的功能，模拟测速传感器输出的功能及定时启动然后断开累积计数器的定时功能。 零点调整通常是在皮带空载运行整数圈的情况下得到零点累计值，再按手动调零，半自动调零、自动调零这三种方式中的一种进行调整。 手动调零是指调零过程由操作人员监视并进行调整。 半自动调零是指调零过程在操作人员给出手动指令后自动进行调零操作，但也包括只显示新的零点调整值，而由操作人员手动送入调整值这样的调整过程。 自动调零是指在皮带输送机空载运行的条件下，不需操作人员干预而调零装置可以自动进行的调整过程，皮带是否符合空载运行的条件是由累计器自动判别的。皮带空载运行整数圈调零示意图 （“平均值调零”）自动控制功能 对配料用电子皮带

11、秤，有的二次仪表有 PID 调节功能、给料机控制功能及手动自动切换功能，以组成配料自动调节系统。 有带死区控制的 PID 调节（即在偏差值小于预先指定的死区值时，PID调节输出值不变）， 有采用模糊控制功能的，有采用大小两档流量切换以扩大流量控制量程比的调节功能。 输出功能 通常二次仪表可提供一组独立的模拟输出（020mA或420mA，通常选择420mA）；mA信号代表的参数值规定是瞬时流量或者是在瞬时流量、皮带速度、瞬时荷重中可选择其中的一个。 通常二次仪表可提供远程累计脉冲输出信号，其分辨率也可分别设定。它还可以提供一个继电器触点报警输出，可选择瞬时流量、皮带速度、瞬时荷重等参数值的上限或

12、下限及系统错误中的一个作为报警参数。诊断功能 通常二次仪表在编程模式及运行模式里均有错误诊断标志，可以判断各种参数设置错误及运行错误。另外还可通过某些二次仪表中的参数显示值，例如称重传感器输出的mV值、电源电压反馈值等判断称重传感器供电是否正常、称重传感器是否损坏。在上海港煤炭装卸公司码头使用的双秤架技术1-秤架1；2- 秤架2新元公司ICS-SXF系列双秤架电子皮带秤 双秤架技术是一种冗余技术，他对秤架部件作了双重化配置， 一个部件（ 秤架）损坏，另一个部件还可以使用，因此也可以减少系统的故障时间，保证系统的正常运行；但他又与一般的冗余技术有所不同，即当正常运行时，两个部件（即两台秤架）都同

13、时投入运行，互相监视，以便及时发现可能出现的故障。 双秤架的使用为皮带秤全面在线自诊断创造了条件， 因为它比较的是每个秤架所代表的计量系统最终数据，而这个数据是综合反映了秤架、称重传感器、位移传感器、二次仪表及电气线路这五部分的状况，这五个部分不论哪个环节出现一点问题，都会在计量系统最终数据上有所反应。也就是说，一旦两台秤计量数据差值超过预先规定的值并得到确认的话， 至少两台秤中的一台存在故障，因为预先规定的值通常比较小（如 0.25%、0.5%或1.0%），所以故障存续的时间应该很短，即故障刚出现，或者说，故障的苗头刚出现，我们就可以判断出来。 由于皮带秤的大多数故障，例如计量不准、称重传感

14、器性能变差等一时难以察觉，往往要经过一段较长时间因计量数据出入太大或重新校准时才能发现，但为时已晚，错误已经存在一段时间，损失已经造成。而双秤架的使用可以说是对皮带秤早期出现的微小故障进行诊断，从而可及时发现，尽量减少因故障造成的损失。4.5用可编程序调节器实现皮带秤累计器功能的程序编制 可编程序调节器是一种带微处理器的数字调节器，它本身有数十种运算功能模块、控制功能模块可供用户自行编程使用，并且具有多个模拟量、开关量的输入输出功能，一台这样的仪表往往可以取代多台单元组合仪表中的调节器、运算器。 KMM可编程序调节器KMP可编程序运算器DTZB2310A双回路调节器其它型号的可编程序调节器4.

15、6 用PLC实现皮带秤累计器功能的程序编制 可编程序控制器 (PLC) 是一种可以处理开关量和模拟量的过程控制器，早期的可编程序控制器主要用来处理开关量控制，但现在的可编程序控制器模拟量处理功能和数学运算功能也非常强，我们完全可以通过程序编制实现皮带秤累计器的各种功能。如果需要的话，还可以同时完成一机多控、联锁控制、网络连接等功能。SIWAREX FTC全集成称重系统的组成 基于西门子SIWAREX FTC全集成电子积算仪的称重系统主要由带秤桥支架的称重传感器、皮带速度传感器、SIWAREX FTC动态称重电子模块三部分组成。 西门子SIWAREX FTC动态称重电子模块可直接集成于S7-30

16、0PLC中，也可通过ET200M远程I/O方式集成于S7-400PLC/PCS 7中，是一款具有高精度、高速称重功能的PLC扩展模块，具有与SIMATIC S7/PCS7统一的设计平台和通讯功能，具有强大的可编程、自诊断和远程通讯功能。4.7 累计器的最新进展累计器面板面板尺寸减少显示部分的尺寸增大 操作键减少功能增加申克秤湖南计算机厂秤西门子秤西门子 BW100湖南计算机厂秤南京天秤计控设备公司的SYSTEM-6 日本尤尼帕斯（UNIPULSE）公司F805-BC皮带秤用全彩触摸屏累计器 BCI公司皮带秤 920i 累计器的面板PLC+HMI构成的二次仪表 为烟草行业生产专用皮带秤的昆船电子

17、公司就采用西门子的S7-200加小型人机接口HMI（如富士UG320H-CS4）代替原有二次仪表，不仅提高了仪表的档次，增强了可靠性，而且像现场总线、与上位机联网、今后产品升级之类问题都一次性的解决了，其价格也是用户可以接受的。 集成在SIMATIC S7和SIMATIC PCS 7系统中，通过ET200M连接PROFIBUS/ ProfiNet，可作为分布式现场称重仪表典型的应用包括： 称重给料机 皮带秤 失重秤 固体流量计 现场总线化累计器 现场仪表通讯功能强化也是智能化仪表的重要标志，通过 RS232 、 RS485、Modbus等方式进行多台皮带秤联网、集中监控或与上位计算机系统通讯是

18、大多数微机皮带秤已具有的功能，而采用 IEC61158中规定的现场总线则是微机皮带秤通讯功能的发展趋势。 皮带秤信号的无线传送 一部分皮带秤安装非常分散，相互间距离较远，离主控室的距离更远，常规的电缆传输方式传送信息量有限，所需电缆数量很多，这个问题解决的方法之一是采用无线传送方式。澳大利亚埃波罗（ELPRO）公司 在一个卸煤专用的皮带输送机系统里，位于现场的皮带秤累计器和电机控制器需要与主控室PLC交换信息，但由于安装皮带秤的位置与主控室之间距离达到1km，两者之间为交通拥挤的仓库区，有线传输较为困难，故选用无线传送方式。 皮带秤的累计器本身带 Modbus 接口，所以选用同样带Modbus 接口的105U-G-MD 远程测控终端与累计器相连，并通过Modbus协议采集皮带秤的运行参数：皮带秤瞬时流量、累