皮带秤技术的应用与发展趋势

王拥军 孔令媚河南省安阳钢铁集团公司焦化厂

皮带秤技术的应用与发展趋势

王拥军 孔令媚
河南省安阳钢铁集团公司焦化厂

在我国快速发展的历程中，皮带秤产业经过引进、提高和创新，目前的技术水平已经能够满足工业生产对计量的要求。皮带秤主要应用于煤炭、矿石等固体物料的连续自动称重以及贸易结算中，该计量方式因具有较高的准确性、较强的稳定性以及较好的可靠性等优点，得到工业生产单位的广泛应用。

皮带秤；自动校准技术；发展趋势?

随着我国逐渐实施节能降耗战略，相关部门对能源的计量检测越来越重视，皮带秤主要应用于散装物料的皮带运输系统中，并作为连续累计称重的自动衡器。皮带秤主要由三部分组成，一是称重承载器，二是称重仪表，三是位移传感器。其根据用途可分为两大类，一类是在现场的皮带机上安装皮带秤，通过皮带秤对物料的输送过程进行累计计量，又称为输送机皮带秤；另一类是通过皮带秤在工业生产中控制器输送物料流量，使其符合相关工艺要求，此类皮带秤在控制流量时一般与皮带给料机配合完成，又称为称重给料机。

一、皮带秤技术的应用

1、输送机皮带秤

输送机皮带秤通常在用户现场的皮带上进行安装，主要用途包括企业内部计量管理、结算贸易以及监控生产过程三种。其中，计量管理皮带秤的精度一般控制在±0.4%左右，其皮带宽度一般在大于500mm且小于2000mm的范围内，皮带速度控制在4m、s左右，主要用于管理企业库存、考核机组以及内部结算等；贸易结算皮带秤具有较好的稳定性和较高的精度要求，精度一般控制在0.125%—0.5之间，其皮带宽度一般在大于650mm且小于2200mm的范围内，皮带速度控制在5m/s左右，具有高达8000t、h，主要用于货物的接收、装车或装船等过程中；过程监控皮带秤一般应用于生产工艺控制，合理控制破碎机和球磨机的给料量，准确控制洗煤厂的洗煤量等，其精度一般控制在0.5%—0.2%之间。这种类型的皮带秤通常选用一组称重托辊，支撑结构为杠杆式。

在安装输送机皮带秤时，具有较高的工况要求和现场安装技术要求，不仅要保证皮带秤的重复性和稳定性，而且要保证其准确性。

2、称重给料机

称重给料机通常由两部分组成，一部分是皮带秤，一部分为皮带输送机，主要任务是控制输送物料流量，一般还称为定量给料机，带速控制在每秒0.4m—0.6m左右，工作原理图图1：

(图1 称重给料机原理图)

为了确保恒定的输出流量，一般会根据输送物料的种类及控制精度，对称重给料机的皮带速度、给料量进行适当调整，从而确保将给料流量控制在合理范围内。称重给料机的皮带秤与给料机一般由皮带秤生产厂一起制造并提供给用户。在设计制造给料机时，需要对皮带秤的重复性、线性以及稳定性进行充分考虑。皮带给料机必须符合设计要求，具有较大的机械结构刚性，确保皮带运输相对平稳，严格杜绝皮带跑偏情况发生，有效控制皮带的恒定张力，及时清除称架表面的积灰，最大程度避免零点漂移，为称重给料机的自动校准提供良好条件。

3、皮带传感器

皮带秤能够从位移传感器上获得物料在皮带上的移动距离，物料的重量则从杆架上的称重传感器得知，在仪表上二者的累加可得出瞬时流量和累计量，两个传感器中任意一个误差都会对皮带杆的精度造成严重影响。光位移传感器一般采用多种形式，其中包括磁阻脉冲式、光电脉冲式等，测量精度可达0.05%，一般在尾部滚筒或大直径的托辊上安装位移传感器。皮带秤一般采用电阻应变式的称重传感器，过载能力控制在大于150%FS且小于300%FS范围内，按照称架结构其受力形式分为压式和拉式两种。

4、皮带秤的校准

皮带秤的校准方式一般分为两种，一种是物料校准，一种是模拟校准。模拟校准又分为四种，一是循环链码校准，二是挂码校准，三是链码校准，四是电子校准。上述四种模拟校准因为无法将整条皮带输送机上承受物料时皮带的干扰和张力因素完全模拟出来，只能将局部的一部分模拟出来，因此无法代替物料校准，只能够当作物料校准后对皮带秤精准度校准的一种方式。现场一般采用汽车衡、料斗秤或轨道衡进行物料校准。

二、皮带秤的发展趋势

1、称重信号数字化

称重传感器易受干扰且不利于长距离传送的主要原因是其信号只有0—30V。为了使抗干扰能力得到增强，满足长距离传输的需求，数字转换器逐渐走入了人们的视野。数字转换器便于在现场称重桥架旁进行安装，并将连续称重传感器的模拟信号转化为数字信号。因为仪表使用了数字信号转换器技术，所以与称重现场的距离扩大到2000m，从而使系统的抗干扰能力大大增强。

2、实时在线校准

一台基于32位微处理器控制的6000型称重仪表和三组独立的秤架组成了赛摩三桥系列皮带秤，在运行过程中能够自动在线校准物料，并实现在线的比对与调零，从而大大提高皮带秤运行的稳定性、可靠性与准确性，使皮带秤多年来在线实物校准的瓶颈得到解决。将计量称和毛重称安装在皮带运输机上，使自动在线校准通过相互比对的方法不断物料挂码校准。

3、网络化

皮带秤主要通过工业以太网和现场总线实现网络化，现如今流行工业总线包括CAN、Modbus、DeviceNETdeng等。随着互联网技术的快速发展，工业以太网的发展促进了皮带秤网络化，在互联网上对皮带秤进行网络化的管理，不仅能够确保皮带秤的稳定性与准确性，而且能够校准和维护全世界任何地方的皮带秤。

三、结束语

综上所述，近年来，皮带秤得到快速发展，生产与贸易中对皮带秤的应用越来越广泛，要求越来越高。皮带秤要不断适应社会的发展需求，将先进的数字化技术应用于皮带秤中，进一步增加其可靠性；积极探索实时在线校准技术，进一步提高皮带秤的稳定性和准确性；努力实现网络化，提高皮带秤仪表的性能和功能，使其成为工业生产和贸易结算的主要计量器具。

[1]董雷；基于PLC的皮带秤配料系统的设计及其算法研究；青岛理工大学；2016