【摘 要】 本文介紹了獲得發(fā)明的采用多種控制模式，特別是采用數(shù)字式稱重傳感器與數(shù)字式積算控制器的在一臺(tái)皮帶輸送機(jī)上完成多物料定量/非定量的皮帶稱重控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)特別適用于需要多物料配料的建材工業(yè)系統(tǒng)皮帶秤和火電廠多料倉(cāng)給煤機(jī)稱重系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】多物料；皮帶稱重；控制系統(tǒng)
一、引言
“連續(xù)累計(jì)自動(dòng)皮帶秤”有兩種計(jì)量形式，*種計(jì)量形式是采用重量傳感器檢測(cè)到物料的單位長(zhǎng)度的瞬時(shí)重量信號(hào)，同時(shí)速度傳感器檢測(cè)到速度脈沖信號(hào)。通過(guò)控制系統(tǒng)將重量信號(hào)與速度信號(hào)進(jìn)行乘積運(yùn)算，從而求得被計(jì)量物料的真實(shí)流量（輸送量），屬于非定量計(jì)量形式。另一種計(jì)量形式是在上述真實(shí)流量的基礎(chǔ)上，使控制系統(tǒng)將被計(jì)量物料的真實(shí)流量和用戶設(shè)定的輸送量（設(shè)定量）進(jìn)行逐次比較，其差值信號(hào)反饋給變頻器，用于調(diào)節(jié)輸送膠帶速度，從而保證被計(jì)量物料的真實(shí)流量和設(shè)定量相一致，屬于定量計(jì)量形式。
目前市場(chǎng)上使用的連續(xù)累計(jì)定量/非定量自動(dòng)皮帶秤產(chǎn)品，均為一臺(tái)皮帶輸送機(jī)完成一種特定物料的定量（或非定量）稱重，但是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)需要多物料連續(xù)累計(jì)稱重與配料時(shí)，只能在不同的皮帶輸送機(jī)上，分別配置單一物料稱重的自動(dòng)皮帶秤產(chǎn)品，zui后再匯總混合配料。這樣既浪費(fèi)空間，又浪費(fèi)了設(shè)備的配置。另外，在電力系統(tǒng)，由于料倉(cāng)高度的限制，要實(shí)現(xiàn)較大的給料量，給煤機(jī)的進(jìn)料倉(cāng)在樓層標(biāo)高的限制下只能分成數(shù)個(gè)小料倉(cāng)。為此上海大和衡器有限公司研制開發(fā)了在一臺(tái)皮帶輸送機(jī)上完成多物料定量/非定量皮帶稱重控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)選用具有4種不同的控制模式來(lái)適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，使得上述兩種現(xiàn)場(chǎng)的條件得以實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)目已于2011年12月獲得國(guó)家局批準(zhǔn)授予的發(fā)明證書。
二、連續(xù)累計(jì)模擬模式
該模式由多組稱重裝置中的稱重信號(hào)與一個(gè)測(cè)速器的速度信號(hào)分別送入多個(gè)稱重控制儀表，經(jīng)積分演算，多個(gè)儀表分別送出多個(gè)給料量信號(hào)，再由總控制器完成多種不同物料的給料量信號(hào)數(shù)據(jù)。請(qǐng)參閱圖1、圖2中A、B、C三個(gè)進(jìn)料口同時(shí)給料時(shí)，A、B、C三組稱重裝置中的稱重信號(hào)WA、WB、WC與一個(gè)主電機(jī)測(cè)速器的速度信號(hào)S，分別送入三個(gè)CFC-201積算控制儀表Cont.A、Cont.B、Cont.C，儀表分別對(duì)傳感器的稱重（重量）電壓信號(hào)和測(cè)速傳感器的速度脈沖信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算，經(jīng)積分演算，三個(gè)儀表分別送出三個(gè)給料量信號(hào)QA、QA+QB、QA+QB+QC，通過(guò)串
第十一屆稱重技術(shù)研討會(huì)論文集
2012.5·南京
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稱重科技 2012.5·南京
口轉(zhuǎn)換以太網(wǎng)模塊，進(jìn)入計(jì)算機(jī)完成三種不同物料的QA、QB、QC給料量信號(hào)數(shù)據(jù)分別計(jì)算與顯示。
圖1 連續(xù)累計(jì)模擬模式方框原理圖
P21P41SE0P40模擬稱重式傳感器5SE0P41（速度脈沖輸入）P40（公共端）261314SE2344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V輸入）28P21B（DC15V輸入）CN245326Cont.B5SE3LOADCELL53S44S23SE33SE3243S4S5接線盒TB33S324S4SE35LOADCELL6模擬稱重式傳感器5SE0P41（速度脈沖輸入）P40（公共端）261314SE3344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V輸入）28P21B（DC15V輸入）CN245326Cont.C三串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊RS232RS232RS232接線盒TB0顯示QAQBQCPG5SE1LOADCELL13S44S23SE13SE1243S4SP40P21P41SE05接線盒TB13S324S4SE15LOADCELL2模擬稱重式傳感器速度傳感器電源信號(hào)公共端5SE0P41（速度脈沖輸入）P40（公共端）261314SE1344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V輸入）28P21B（DC15V輸入）CN245326計(jì)算機(jī)PCCont.A5SE2LOADCELL33S44S23SE23SE2243S4S5接線盒TB23S324S4SE25LOADCELL4
圖2 連續(xù)累計(jì)模擬模式電氣原理圖
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稱重技術(shù)應(yīng)用篇
稱重計(jì)算過(guò)程如下：
假設(shè)輸料皮帶的運(yùn)行長(zhǎng)度為l，運(yùn)行的時(shí)間為tl，在時(shí)間tl里輸送的物料量為Q，則Q可表示為方程（1）
Q= （kg） （1） 0tlWvdt∫
其中，W：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度皮帶上的料的重量（kg/m）
V：皮帶的運(yùn)行速度（m/s）
由方程（1）可知，只要測(cè)出單位長(zhǎng)度上的料的重量和皮帶的運(yùn)行速度，就可以求得在時(shí)間tl里輸送的物料的重量。
W的值可根據(jù)模擬式重量傳感器測(cè)出，測(cè)出的值為模擬量，v的值可根據(jù)速度傳感器測(cè)出，測(cè)出的值為數(shù)字量。
CFC-201型積算控制儀表將模擬量W在儀表內(nèi)部進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得出數(shù)字量W，然后將此數(shù)字量W與測(cè)速傳感器測(cè)出的數(shù)字量v通過(guò)CFC-201積算控制儀表內(nèi)部進(jìn)行積分運(yùn)算。如下：
①Cont.A控制儀表作用，= AQ∫tlAvdtW0
②Cont.B控制儀表作用，+=∫+ AQBQtlAvdtW0∫tlBvdtW0
③Cont.C控制儀表作用，++=++ AQBQCQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlCvdtW0
Cont.A，Cont.B，Cont.C稱重儀表，型號(hào)為CFC-201。
zui后，分別將三個(gè)積算控制儀表計(jì)算出的在時(shí)間tl里面的總的重量值以串口通訊方式發(fā)送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)收到此數(shù)值后，可以顯示在顯示器上，我們可以根據(jù)顯示器上的值，進(jìn)行簡(jiǎn)單的減法運(yùn)算，分別得出zui終的A、B、C三種物料的累計(jì)重量，如下：
AQ= ∫tlAvdtW0
BQ=+-=+- AQBQAQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlAvdtW0
CQ=++--=++-- AQBQCQAQBQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlCvdtW0∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0
三、連續(xù)累計(jì)數(shù)字模式
該模式由多組數(shù)字稱重裝置中的數(shù)字信號(hào)與一個(gè)測(cè)速器的速度信號(hào)分別送入數(shù)字式總控制器，直接得到多種不同物料的給料量信號(hào)數(shù)據(jù)。請(qǐng)參閱圖3、圖4。A、B、C三個(gè)進(jìn)料口同時(shí)給料時(shí)，三組數(shù)字稱重裝置中的數(shù)字信號(hào)DA、DB、DC與一個(gè)測(cè)速器的速讀信號(hào)S分別送入CFC-500型數(shù)字式積算控制器，控制器對(duì)三路傳感器的稱重（重量）數(shù)字信號(hào)和一路測(cè)速傳感器的速度脈沖信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算，經(jīng)積分演算，直接得到三種不同物料的QA、QB、QC給料量信號(hào)數(shù)據(jù)。