电子皮带秤实物校验装置的研制

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1、电子皮带秤实物校验装置的研制叶云(浙江省称重技术研究所杭州310013)摘要: 电子皮带秤的实物检验是保证其准确度的唯一根本的方法, 但要经常对电子皮带秤进行实物校验却是困难的。使用电子皮带秤实物校验装置是解决这一难题行之有效的方法。本文从结构型式、布置方式、计量性能和使用 效果等方面对目前较先进的M D C 系列电子皮带秤实物校验装置进行了较详细的论述, 可供从事电子皮带秤计量 及检定的工作人员参考。一、前言随着燃料价格的上涨, 火力发电厂的燃料费用占发电本钱的比重也不断上升。降低煤耗是非常迫切的问题, 因此, 煤的准确计量具有重要的意义。燃煤的计量管理分为进厂煤和入炉煤两局部。陆 路进厂煤

2、的计量, 大局部采用轨道衡或汽车衡, 水路那么大局部采用电子皮带秤。 正平衡计算煤耗需 要采用 级以上的电子皮带秤 (精度优于015% )。但是, 皮带秤的准确度、稳定性很容易受到诸如皮带输送机的跑偏、打滑、物料粒度、料流均匀性、皮带张紧力和环境温度的变化等因素的影响, 因而需要经常进行实物校验。 过去, 进行一次实物校验往往需要消耗大量的劳力和时间, 为解决这一 难题, 从 80 年代后期, 我们开始了电子皮带秤实物校验装置的研制。 经过多年的努力, 成功地研制了较先进的M D C 系列电子皮带秤实物校验装置。 本文从结构型式、布置方式、计量性能和使用效 果等方面详细地论述了M D C 系列

3、电子皮带秤实物校验装置。二、结构型式由于使用场地、使用要求以及输煤系统设计布置情况的不同, 实物校验装置的结构型式各不相同。 但不管何种型式的实物校验装置, 一般都由以下几个局部组成:11 进料系统进料系统通常可由进料皮带机、犁式卸料器或电动三通挡板加进料通道组成。该系统一般应由 用户自备。 本装置为该系统预备了可控的动力电源、极限位置保持输入端和行程开关口输入端。21 料斗及秤架料斗的主要作用是存储物料并将物料的重量集中施加于传感器。 料斗设计时应有足够的有效 容积 (物料容重一般为 017 1 t/m 3 ) 和良好的刚性。对于锥形料斗必须在四个面的夹角处加焊园弧板, 防止角部积料。在料斗

4、的外壁上, 还装有砝码提升机及振动电机。砝码提升机通过电气控制可将砝码提起或放 下, 以实现装置的自校, 振动电机可以防止因料斗内结拱而造成的出料不畅。秤架主要用于支承料斗, 由于高精度称重传感器就安装在秤架上, 因此要求秤架有足够的刚21度, 防止因刚性不够带来称量误差。 同时, 秤架上设计有顶起装置, 便于检修或更换传感器。31 称量系统称量系统由高精度称重传感器、传感器接线盒和高精度称重显示仪组成。 传感器安装在秤架 上, 支承料斗, 将重量信号转变成毫伏级的电压信号, 通过信号电缆聚集至接线盒, 经并联后传输至安装在操作台内的称重显示仪。称重显示仪是一智能化的电测仪表, 可将传感器输出

5、的电信号进行放大、滤波、A /D 转换、运算等处理, 并可按用户的操作命令执行各项功能, 如累加、打印等。同时可 通过 R S232 通讯接口将重量信号远距离传输实现集控, 还可利用设定功能进行定量加料的控制。 称量系统是一完全独立于其它系统的、单独工作的测量系统。当称重料斗内无料储存或外壁未加挂砝码时 (空秤状态) , 可使显示值为“0。 当料斗加料或外壁加挂砝码时, 即可显示载荷的重量。41 出料系统出料系统通常可以是弧形门加整形料斗、闸板门加传带运输机或调速带式给料机。 其中, 弧形 门和闸板门可通过调整电动推杆的行程, 控制门的开度, 实现出料量 20 100%Q m ax (Q m

6、ax 被校皮带秤的额定流量) 可调。调速带式给料机可通过电磁调速器或变频器, 调节电机的转速, 保证出料量 20 100% Q m ax 可调, 以满足皮带秤的检定要求。51 自校挂码系统该系统包括砝码提升机、标准砝码、砝码底座和配线箱。 其中标准砝码可以是整体式的也可以 是组合式的 (一般为 1t 或 2 t) , 但无论何种型式的砝码, 其精度均为M 级(0101% )。砝码的设计应便于铸造加工和移运, 尽量防止引起严重的缩孔和疏松, 一般可选择圆柱形或正方体形。 专门设计 的砝码底座与砝码配套, 可以方便地用移运小车将砝码移至需要的地方 (如砝码周检时)。每一个砝码由一部电动提升机操作。

7、 一个或假设干个提升机为一组, 通过配线箱由一路可控的动力电源驱动。 当某一路电源供电时, 同组所有提升机均进行相同的动作, 所加 (卸) 载荷为该组砝码的总和。 自校挂码系统主要用于本装置的调试、检修及周期检定。61 电气控制系统它包括电源柜、控制柜及操作台。本装置及控制室内所有 380V 和 220V 电源均由电源柜提供。 电气控制柜中安装有动力局部的控制电路。通常情况下, 操作控制台的控制信号通过控制交流接触器, 以控制各路动力电源。这样, 自校、皮带秤校验等操作均可在操作台上进行。操作台内安装有称 重显示仪、电子触摸屏、变频器和可编程控制器, 其中, 称重显示仪除电源受操作台电源开关的

8、控制外, 是独立工作的。 触摸屏能代替各种控制按钮, 配以各种示意图和屏幕提示, 以菜单型式, 实现人机对话, 方便操作。变频器用于带式给料机驱动电机的调速, 以实现带式给料机出力可调, 满足皮带 秤检定的要求。 可编程控制器是本装置的控制核心, 内部装有编写了控制程序的 E E PROM 存储 器。程序控制器对装置的控制分成“自校、“进料控制、“卸料控制和“振动电机控制四个模块。各模块之间在一定条件下可通过触摸屏上的键盘操作进行切换, 执行某一模块程序, 即能完成一组特 定的操作。图 1 是我所为华能长兴电厂研制的 24t 实物校验装置的简图。三、布置方式实物校验装置可布置在电子皮带秤之前

9、(秤前校验) , 也可放在其后(秤后校验)。由于校验时要求输送量在 20% 100% 之间可调, 故实物校验装置一般布置在电子皮带秤之前, 否那么将不得不在 皮带秤之前再配一套给料调节设备。22 1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 实物校验装置与电子皮带秤之间的转运点越少越好, 以减少料途中的损失或堵塞, 提高校 验的准确度。最好将实物校验装置与电子皮带秤 布置在同一条皮带机上, 两者尽量靠近。 但实物 校验装置的落料点离电子皮带秤的距离应大于 皮带 2 秒钟移动的

10、距离。当输煤系统中装有多台电子皮带秤时, 应尽 量使一套实物校验装置能为多台电子皮带秤服务。实物校验装置的位置应尽量在输煤系统设 计时就考虑进去, 尽可能串联在输煤系统之中。 可惜过去大局部的火电厂设计都没有考虑安装 实物校验装置, 这样, 在事后的技术改造和布置 上就受到很大的限制, 往往增加很多土建和辅助 机械的投资。因此, 应注意巧妙地利用现有条件, 如: 我所为北仓发电厂研制的两台 24 t 实物校验 装置, 就是利用碎煤机前的缓冲煤斗改造的 ( 见 图 2)。 这种设计方案节省了大量的投资。四、计量性能根据拟定中的?皮带秤实物检验装置检定规程 ( 试行) ?, 装置最大允差大约为相应

11、皮带秤初 次检定误差的 1/6, 见表 1。各级装置的最大秤量都不得小于被校皮带秤在最大流量下一小时输送量的 2% 。我国的皮振动电机 秤架 传感器 料斗落煤管 砝码提升机 皮带给料机导料槽 标准砝码 底座图 1华能长兴电厂 24t 实物校验装置带秤 (试行) 规程要求对 015 和 0125 级秤为 4% , 这里发生了重大的改动。实物校验装置在衡器分类上属于电子料斗秤, 用标准负荷进行检定及称量时其允许误差应满 足表 2 的规定。表 1表 2 实物校验装置的允许误差目前我国尚没有统一的国家检定规程, 有些检定人员按照 JJ G 668- 90?固定式电子秤检定规程?检定实物校验装置, 作者

12、认为不妥, 应当参照 JJ G648-90?非连续累计自动秤试行?检定规程检定实物校验装置比拟合理。 其检定工程和检定方法大致如下:23 1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 秤 量 m最大允许误差检 定使 用0 m 500 e015 e110 e500 e m 2000 e1. 0 e2. 0 e2000 e m 10000 e1. 5 e3. 0 e皮带秤准 确度级别累计物料量的百分数皮带秤首次 检定误差校验用物料 的允许误差实物校验装置的 最大允许误差01501

13、2501083010410150117010821100133011611 空秤稳定性空秤零点调好后使零点自动 调整和跟踪装置退出运行。连续开关称量斗门三次, 零点示值变化应不大于 015e。后续的零点检定均以 此方式进行。21 最大秤量时漂及回零变差调好空秤零点之后测出零点 示值, 加上最大秤量的负荷, 记录显 示 值, 然 后 静 压 30m in , 每 隔5m in 观测示值一次, 在 30m in 之 内其示值的最大变差应不大于该点允许误差的绝对值。静压 30m in 之后, 卸下全部负 荷, 其 零 点 示 值 变 化 应 不 大 于0. 5e。只配置 015D m ax ( 最大

14、秤量) 标 准砝码的装置应在 015D m ax 下静压30m in 之后, 卸下全部负荷观察回 零变差, 随后再进行最大称量时漂检测。31 各秤量点示值准确性及重 复性( 1) 被检秤量点的选取必须 包括空秤、最大秤量等。 秤量点的11 进料皮带机 21 料斗 31 传感器及传力机构 41 支承梁51 自校挂码系统 61 闸板门 71 双向带式给料机 81 落料管91 旁路落料管 101 碎煤机 111 被校皮带机图 2 北仓发电厂 24t 实物校验装置间隔应为 011D m ax于 5 点。 012D m ax , 不少(2) 加荷方式及检定次数从空秤开始依次加标准负荷, 一直加到最大秤量

15、, 然后依次卸下标准负荷直至零, 观测零点变 化。 以上试验重复二次。 除空秤外, 进行其他负荷检定之前都允许调零装置投入运行。(3) 各秤量点的示值准确性按最大示值误差法那么, 各秤量点的最大示值误差 E m ax 均应不大于表 2 的规定。(4) 各秤量点的重复性 各秤量点的重复性检定与示值准确性检定同时进行。 各秤量点的重复性按下述公式计算E i, m ax - E i, m in E i 式中, i 秤量点数 ( i= 1, 2, n ) ; E i, m ax , E i, m in 第 i 个秤量点过程的最大和最小示值误差或回程的最大和最小示值误差; E i 第 i 个秤量点的允许

16、误差。(5) 当显示分度值 d = e/5 时, 应进行化整误差修正。 每次在秤量斗上加放 e/10 的砝码, 直至 显示器示值增加 012e, 示值的化整误差按下式计算:24 1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. eE = I +- m - m10式中, E 每次检定结果的化整误差; I 每次检定加上标准负荷之后的显示值 (k g ) ; m 找示值“转变点所加小砝码的累计值(k g ) ; e 检定分度值(k g ) ; m 每次检定加的标准负荷 值(k g )。

17、41 超载试验在示值准确性检验以后进行超载试验。加上 1125 倍最大秤量负荷, 静压 30m in , 零部件应无损 伤。卸下全部载荷重新调零后再进行一次最大秤量的示值准确性验验, 其误差应符合表 2 的规定。51 偏载检定将 1/10 最大秤量左右的标准砝码依次放到称量斗每个支承点附近的位置上, 每点的示值误差 应符合表 2 规定。61 鉴别力检定在检定空秤和最大秤量时, 待示值稳定后进行鉴别力检定。 当秤量改变 114 倍检定分度值 e时, 原来的示值应有一个 e 以上的变化。五、使用效果电子皮带秤的实物校验是保证其准确度的唯一根本的方法。 过去有些电厂用竹筐或砂袋在地秤上秤煤, 需要十

18、几个强壮劳力干一天, 既脏又累, 而且产生很大的计量误差。既使有些条件较好的 电厂在地中衡秤台上焊钢料斗, 但由于地中衡本身精度不高, 加上不能随时进行自检, 因此无法校 验 级(015 ) 以上的秤。我所研制的M D C 系列电子皮带秤实物校验装置6 10 t具有自检挂 砝机构和可调速皮带给料机以及 PL C 程序控制、电子触摸屏, 精度高 ( 优于0105 ) , 工作可靠, 稳定性好, 操作方便, 可以随时自校, 消除了笨重的体力劳动, 缩短了实物校验的时间 ( 做一次约 30 分钟) , 使一向令人生畏的实物校验工作变得非常简单, 保证了电子皮带秤的定期校验, 是电子皮带 秤实物校验理

19、想的专用设备。六、结语11 火力发电厂正平衡计算煤耗需要解决好电子皮带秤的实物校验问题。M D C 系列高精度电子皮带秤实物校验装置完美地满足了这一要求。21 过去电厂设计时都没有考虑安装实物校验装置的位置, 因此, 当增加实物校验装置时, 在土 建和辅助设备上就要多花许多投资。今后在建厂设计时就应将实物校验装置设计进去, 这在技术上 是必要的, 在经济上也是合理的。参考文献11 JJ G648-90?非连续累计自动秤试行检定规程?21 JJ G (电力) 02- 96?电子皮带秤实物检测装置?(下转第 50 页)25 1994-2021 China Academic Journal Elec

20、tronic Publishing House. All rights reserved. 四、结论该系统具有良好的全中文人机界面和较强的管理功能, 操作员可从计算机屏幕上直接得到瞬时流量、累积流量和混合误差等多项管理数据, 并可安装打印机, 直接打印出来, 长期保存。 整个计算机系统安装在不锈钢机柜内, 可在恶劣环境下运行。 系统具有掉电保持功能, 各种控制数据和流量计参数, 可长期保存。系统的标定极为简单, 由于有了长期的经验积累, 因此将 k p 设定为 014, T i 设定为 20 秒, 这样 可使系统平衡可靠地运行。 经本系统稀释后的啤酒浓度优于国家标准。经过长期的努力和工作, 目

21、前已有数十套高浓度啤酒稀释混合配比自动控制系统在我国各啤 酒厂中运行, 取得了良好的经济效益, 为我国啤酒工业开展做出奉献。A u tom a t ic Co n t ro llin g Sy s tem fo r D ilu t io n A n dM ix tu re R a t io o f Co n cen t ra ted B ee rGao X iao x u n , N in g D ayu(N a t io n a l In st itu te o f M e t ro lo gy, B e ijin g 100013)A b st rac t: A u tom a t ic

22、co n t ro l o f d ilu t io n an d m ix tu re ra t io o f co n cen t ra ted b ee r is o n e o f th e k eytech n iqu e s o f b ee r d ilu t io n. T h e co n f igu ra t io n o f th e au tom a t ic co n t ro llin g sy stem , a s w e ll a s th e a lgo r ithm , ca lcu la t io n o f th e m ix tu re ra t io

23、 an d th e vo lum e com p en sa t io n a re de sc r ib ed in th is p a2 p e r. B e in g eco nom ic, p ro du c t ive an d h igh ly re liab le, th is sy tem h a s b een adop ted b y ten s o f dom e s2t ic b ee r fac to r ie s.(上接第 25 页)D eve lopm en t o f E lec t ro n ic M a te r ia l C a lib ra t io

24、nA pp a ra tu s fo r B e lt Sca le sY e Y u n(Zh e jian g In st itu te o f W e igh in g T ech no lo gy, H an gzho u310013)A b st rac t: M a te r ia l ca lib ra t io n is th e o n ly b a sic m e tho d to en su re th e accu racy o f th e e lec t ro n icb e lt sca le s, b u t it is d iff icu lt to co n

25、 du c t su ch a m a te r ia l ca lib ra t io n in p rac t ice. T o so lve th is p ro b 2 lem , th e e lec t ro n ic m a te r ia l ca lib ra t io n app a ra tu s fo r b e lt sca le s h a s b een deve lop ed. In th is p a2 p e r, th e co n f igu ra t io n , se t2up , m ea su r in g p rop e r t ie s an d u sage effec t o f th e advan ced M D C se r ia lo f E lec t ro n ic M a te r ia l C a lib ra t io n A pp a ra tu s fo r B e lt Sca le s a re de sc r ib ed in de ta il.50 1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.