提高计量给煤机电子皮带秤测量准确度的措施

提高计量给煤机电子皮带秤测量稳定性和准确度的措施提高计量给煤机电子皮带秤测量稳定性和准确度的措施 杨 鹏 摘要 本文首先简要介绍了电子皮带秤的组成及工作原理 随后介绍了电子皮带秤的 核心部件 控制器中微处理器 的实际运算公式及关键部件 称重传感器 的组成及工作 原理 然后深入剖析了影响电子皮带秤测量准确度和稳定性的可能因素 最后提出了提高 计量给煤机电子皮带秤测量准确度和稳定性的有效措施 关键词 电子皮带秤 准确度 稳定性 措施 一 一 慨述慨述 我厂锅炉计量给煤机的物料输送和称量采用重庆大唐称重系统 有限公司生产的 ZD2105 单托辊皮带电子秤 自投用以来 常常发 生输出信号不稳定 发生跳变 无信号输出 空载时 输出信号过 大 输出信号零位飘移 重复性差等故障 使煤耗计量稳定性和准 确度差 给我厂锅炉的生产和运行管理造成了极大困难 由于维护 人员对电子皮带秤的工作原理及实际运算公式不清楚 在实际运行 过程中遇到此类问题 常常不知从何下手 本文首先对电子皮带秤 的的原理及其核心关键部件的原理进行讲解 随后对造成电子皮带 秤计量不准和稳定性差的原因进行祥细分析 最后提出了有效措施 供大家探讨 二 电子皮带电子秤的组成及工作原理二 电子皮带电子秤的组成及工作原理 计量给煤机电子皮带秤由给料机控制器 称重传感器和速度传 感器组成 给料机控制器采用重庆大唐称重系统有限公司生产的 ZD2105 型控制器 采用微处理器控制 处理称重传感器的重量信号 和皮带速度信号 计算煤的流量和累计量 显示在仪表上 同时仪 表内置 PID 调节器 提供标准 4 20mA 输出给变频器 控制给煤机 运行 同时提供远程 4 20mA 输入输出信号 供操作员在 DCS 远 程设定给煤机流量及远程显示给煤机瞬时流量 提供煤累计脉冲给 DCS 显示煤累计流量 皮带电子秤测量系统 如图所示 图 1 电子皮带秤测量系统 在称重托辊与左右相连两托辊间距离的一半的长度 L 称为计量 段 设某一瞬时 t 在 L 段上的物料重量为 Wg 经称重托辊传给称重 传感器 使传感器产生应变 应变检测桥路输出的电压信号 Vo 与 Wg 成正比 设计量段 L 的单位长度上的料重为 q t 则 q t Wg L 设皮带的移动速度为 v t 则皮带的瞬时输出量为 W t q t v t 由此可见 要想测量皮带的瞬时输出量 不仅要测出 q t 还要测 出皮带的传动速度 v t 一般是通过皮带摩擦滚轮带动速度传感器 把滚轮的转速 正比于 皮带的转速 转换成频率信号 f 在经过频率 电压转换成电信号 E2 速度传感器 2L 2L 称重传感器 2L 放大器乘法器频率 电压转换 积算器 E1E1 两者相乘 即可求出单位时间的输送量 W t 将此值进行积分 即可以得出 o t 时间内物料的总重量 Wq 三 控制器中微处理器的实际运算公式三 控制器中微处理器的实际运算公式 当测速传感受器的输出已知后 便可用下面的公式求出电子皮带 秤一次称量值和累计值 i K FORCE MZERO V FORCE MZERO K VELS 1 i 2 其中 i 1 2 3 4 n 式中 VELS 为测速传感器输出信号 FORCE 为称重传感器输出信号 K 为比例系数 V 为皮带速度 MZERO 为零点 也可称为皮带重量 专门的去皮功能 i 为瞬时值 一次称量处理值 为一定时间内的累计值 由公式 1 可知 如果 i FORCE MZERO 和 VELS 已知 即可求出比例系数 K K i VELS FORCE MZERO 3 K 值由挂码标定 或实物标定 处理得来的 K 值求出后 即可投 入自动称量 此时 按公式 1 和 2 便可求出一次称量值和累 计值 为了提高测量精度 式 3 中 分母为一段时间内的累计量 然后再取平均值 而 i 为单位时间内的实际物料值 所以 K 实际重量值 实际累计值 4 由于电子皮带称自身有重量 在运行过程中难免会在称架上残 留有一些物料 而影响测量精度 因此在使用前或使用中 必须对 电子皮带称进行校正 样下的方法有两种 一种是实物校正 一种 为挂历码校正 所谓实物校正就是在现场用实际物料来校正称量比 例系数 K 而挂码校正就是根据量程的比例大小在称架上挂上一定 重量的法码 然后由键盘输入对应的重量数值 再按下挂码校正键 经过设定的时间 在显示屏上显示出标定系数 K 四 称重传感器的工作原理四 称重传感器的工作原理 称重传感器采用的是电阻应变式称重传感器 它是电子皮带称 的关键部件 主要由弹性体 应变计 检测电路三部份组成 弹性 体的主要作用是将力转变为形变 应变计是一种传达室感元件 它 的作用是把形变转变为电阻变化 检测电路的主要部件是惠斯通电 桥 它可以方便地解决称重传感器的补偿问题 其功能是把电阻应 变片的电阻变化转变为相应的电信号输出 煤粉重量通过称重托辊作用于称重传感器 称重传感器的弹性 体在外力作用下产生弹性形变 使粘贴在它表面的电阻应变片也产 生形变 电阻应变片变形后 它的阻值将发生变化 再经过检测电 路将这一电阻变化转化为电压变化输出 从而完成将外力变换为电 信号的过程 假设检测电路中惠斯通各桥桥臂电阻值相同 受到重 力作用后各桥臂阻值变化相同 则可推出传感器输出电压为 U0 R R Ui 5 五 影响电子皮带秤测量准确度和稳定性的主要因素五 影响电子皮带秤测量准确度和稳定性的主要因素 从上面的介绍可知 电子皮带秤的测量值主要由称重传感器的 重量信号和速度传感器的速度信号及微机控制器的计算公式决定 因此 分析影响电子皮带秤测量准确度和稳定性的主要因素主要从 以上三个方面着手 详细情况如下 1 电子皮带秤的瞬时流量由计量段 L 的单位长度上的料重为 q t 与皮带的速度信号 V t 的乘积 累计流量为 q t 与 V t V t 的乘 积对时间的积分 而 q t 与传感器输出的电压信号发 V0 成正比 而 称重传感器和速度传感器信号均为毫伏信号 极易受外部强磁场的 影响 同时大功率功力电缆也会对其信号产生干扰 输出信号不稳 定 发生跳变 造成瞬时流量不稳定 计量准确度下降 同时由 DCS 给定的流量信号 瞬时流量反馈信号为 4 20ma 信 号 极容易受外部强电场信号的干扰 造成输出信号不稳定 发生 跳变 造成瞬时流量不稳定 计量准确度下降 2 电子皮带秤的速度传感器接在滚轮上 而滚轮由皮带摩擦带 动 如果速度传感器在滚轮上固定不牢 造成速度信号时有时无 由瞬时流量的计算公式可知 就会造成瞬时流量时有时无 就会给 计量的准确度造成极大的影响 3 称重传感器老化 或不知名厂家生产的称重传感器常常会出 现输出信号不稳定 发生跳变 无信号输出 空载时 输出信号过 大 输出信号零位飘移 重复性差等等故障现象 给皮带称的测量 准确度和稳定性造成极大的影响 4 传感器的延长线或信号电缆没有采用屏蔽线 屏蔽线没有接 地或者接地不规范 造成信号不稳 从而使皮带称测量不准 5 称重传感器 秤体支架及称重托辊的安装不规范 造成称重 传感器异常受力 从而使皮带称测量不准 6 由公式 1 i FORCE MZERO K VELS 可知 称重传 感 FORCE 和速度传感器信号 VELS 准确 并不能保证电子皮带秤 测量结果就准确 同时必须保证零点 MZERO 及称量比例系数 K 而零点 MZERO 及称量比例系数 K 圴由电子皮带秤的检定来确定 零点由零点校准确定 称量比例系数 K 采用挂码校准方式由间隔校 准确定 为了提高测量精度 微处理器控制器在零点校准及间隔校 准时均采用取一段时间内的累计量 然后再取平均值 这 一段时 间 就是测试周期 建立测试周期有两种方式 手动建立或控制器 自动建立 而两种方式建立测试周期的起点和终点均由人来判断 难免造成测量误差 另外 零点校准时秤架上的残留物料也会造成 称量不准 7 由公式 4 可知 K 实际重量值 实际累计值 实际累计值由 重量信号和速度信号经控制器运算得到 而实际重量值 即挂码时 间常数 由公式 挂码重量 计量段长度 皮带长度 皮带 圈数 1000 计算得来 公式中计量段长度和皮带长度的测量不准也 会造成计量不准 另外 给料机给料均匀性 皮带速度 皮带输送机的断面形 状 皮带输送机的顷角 托辊的安装 皮带拉紧装置的调节精度等 也会对皮带秤的测量精度造成重大影响 六 提高电子皮带秤测量稳定性和准确度的具体措施六 提高电子皮带秤测量稳定性和准确度的具体措施 从上面的分析可知 要提高电子皮带秤测量稳定性和准确度主 要 应从防止信号干扰 提高称理传感器和速度传感器的质量及其 安装质量 电子皮带秤的检定等多个方面着手 具体措施如下 1 防干扰措施 称重传感器和速度传感器的延长线采用屏蔽线 并将屏蔽线接地 仪表外壳和电缆导管应一点接地 把信号线 和电源线或其它具有强电磁干扰电缆布分管铺设 控制系统的 接地必须严格按照要求进行 2 由于称重传感器故障会造成输出信号不稳定 发生跳变 无信 号输出 空载时 输出信号过大 输出信号零位飘移 重复性 差等等故障 因此购买称重传感器时 必须根据使用要求及使 用条件 选择相应规格的高品质产品 同时要求是国际或国内 名公司生产的 以保证称重传感器的质量 同时定期对称重传 感器进行检查 发现问题及时更换 3 速度传感器应安装牢固 称重传感器的安装 托辊的安装 皮 带拉紧装置的调节必须严格按说明书的要求进行 4 定期检查称重传感器托辊转动情况 防止托辊轴承卡塞 造成 称重传感器异常受力损坏 影响测量精度 5 定期对秤架上的秤架上的残留物料进行清扫 避免秤架上的残 留物料过多影响测量精度 6 为了减少电子皮带秤检定的精度 在建立测试周期时皮带的圈 子数不得少于 3 圈 同时根据秤的测量量程选择合适的挂码重 理 7 电子皮带秤检定时 要让皮带在最高转速下进行 以减少系统 误差