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配料皮帶秤控製係統的計量誤差分析及改造

發布時間:2021-03-17 17:57:01 |來源:

本文通過對配料電子皮帶秤在使用過程中存在問題的分析,找出影響配料皮帶秤計量準確度的各種原因。根據現場實際情況 ,提出具體的改造方案,並論證。改造後,運行良好。
現代的冶金、化工、食品、建材等企業越來越重視生產配料 ,在很多時候,配料準確度的優劣決定了產品質量的好壞和生產 效益的高低。而在配料生產過程中,原料稱重的控製是最重要的 環節。原料稱重控製的準確度及可靠性是整個配料控製過程的關 鍵部分。目前市場上配料秤產品最突出的缺點就是計量誤差較大 ,無法保證高效生產對物料計量誤差的要求。大部分產品說明書 標注的計量誤差是±1%~2%,而在實際的使用環境中 ,運行中的計量誤差通常在± 5%,甚至更高。在線的 皮帶秤配料係統采用的稱量裝置通常分為集 傳感技術、電子技術和計算機技術為一體的電子秤和集電子技術 與核子技術和計算機技術為一體的核子秤。由於各自的工作原理 即配料模式不同,其生產適用性和準確度也大不相同。自動化配料控製係統的配料模式分為靜態配料模式和動態配料模式,包括 靜態計量、配料電子皮帶秤計量、核子秤計量等,各種模式分別 適用於不同的應用現場。通常靜態配料模式一般采用料鬥秤,按 靜態計量準確度標準應為允差±0.1%。我廠東方銅業 公司鼓風爐主要是靜態配料控製係統;動態配料模式可采用配料 電子皮帶秤或核子秤,按動態計量的準確度標準應為允差 ± 1%。我廠精鋅冶煉廠二車間、製團 3# 係統、製 團 4# 係統都采用動態配料模式。
精鋅冶煉廠二車間的配料控製係統一直采用電子皮帶秤擔負 著煤、礦的計量任務。但近年來,由於設備技術狀況、使用環境 等因素的影響,致使計量失準,工藝參數嚴重超差,極大地影響 了配煤比合格率,影響了我公司的經濟效益。
動態配料控製係統結構及計量誤差分析
(1)配料電子皮帶秤的構成及工作原理
配料電子皮帶秤一般由機械秤架、稱重傳感器、測速傳感器、稱 重顯示儀表等四部分構成。當皮帶輸送物料時,稱量段上的物料 重量通過皮帶稱量托輥載台作用於稱重傳感器,稱重傳感器將重 量信號(mv 級)送入運算器,經過放大、濾波、A/D 轉換 等變換成數字信號。裝在回程皮帶上的測速傳感器把皮帶運行的 速度信號轉換成脈衝信號,送入運算器。運算器將兩個信號進行 乘積運算,從而得出物料的重量累計值及瞬時量並顯示。運算器 的計算方法一般有積分法和累加法兩種數學模式。
(2)誤差原因分析
由配料皮帶秤結構原理及重量累積值的計算方法可知,它的計量 準確度是由稱重傳感器與測速傳感器所檢測到的單位長度上的物 料重量以及皮帶運行速度決定的。在實際稱量過程中,由於稱重 托輥的非準直度,皮帶張力及皮帶運行阻力等“皮帶效應 ”的影響,使得皮帶秤具有由其組成結構及工作方式決定 的計量誤差。它的現場安裝與使用也是引起計量誤差的因素。因 此,配料皮帶秤的計量誤差可分為以下幾個方麵:
1)稱重力誤差稱重力誤差是配料皮帶秤誤差分量中最主要的部 分,它主要由稱重托輥的非準直度及皮帶張力變化引起。
2)皮帶速度誤差皮帶速度誤差主要由測速傳感器、皮帶跑偏引 起的。
3)信號處理誤差信號處理誤差是稱重顯示儀表對稱重傳感器與 測速傳感器的輸出信號進行放大、濾波、A/D 轉換等處理運 算過程中產生的誤差。
4)校準誤差校準誤差產生的原因:①校準方法與校準周期②校 準時配料皮帶秤與皮帶機係統的工作狀況與日常計量時的狀況之 間,存在著諸如皮帶張力、皮帶轉圈數等方麵的差異。
5)環境影響誤差環境影響誤差主要由溫度、濕度、振動和電磁 幹擾等引起。
改造方案
通過以上對配料皮帶秤計量誤差產生的原因的分析,結合配料控製係統現場的實際,我們對配料 1#、2# 係統的煤秤、 礦秤提出了新的改造方案。
(1)配料皮帶秤秤架
通過配料皮帶秤的物料重量,首先需要用稱量框架把物料重量傳 遞給稱重傳感器,並且要求它僅傳遞物料對皮帶的垂直作用力, 而不把任何水平分力傳給傳感器。因此,配料皮帶秤架的結構與 運行狀況的變化,都會引起稱重力誤差。原配料皮帶秤采用 X E1 型秤架。該秤架靠機械杠杆傳遞力,結構複雜,可靠性差 ,受力不合理。由於支點摩擦力矩的存在,皮帶載荷時杠杆撓度 對計量托輥位移的影響,特別是由於現場環境較差常導致計量箱 內支點、杠杆和傳感器積塵。這些因素使秤架很難將皮帶載荷按 一定比例傳遞給傳感器,造成mv級信號偏差較大。現在我們選 用 XE2 型懸浮式秤架。該秤架結構簡單,安裝方便,無支點 ,無杠杆,四支傳感器安裝在皮帶下方,被測物料經皮帶和稱量 框架直接作用在傳感器上。而且秤體采用封閉聯接,無任何積料 、卡料之處,無需現場維護。計量托輥采用多托輥組。其特點: 有效稱量段長,皮帶不均勻荷重、皮帶跑偏等對稱重準確度及穩 定性的影響較小。根據現場工況條件和生產要求,配料皮帶秤的 主要設計參數如表 1 所示。
(2)稱重傳感器
稱重傳感器是配料皮帶秤力與電轉換的核心部件,它的形式和性 能指標決定了測力的準確度,也是引起稱重力誤差的一個主要因 素。
1)稱重傳感器數量原配料電子皮帶秤裝有一支傳感器,運行過 程中因皮帶跑偏、物料在皮帶上堆積偏向一側引起偏心載荷,影 響準確度。根據現場輸送機運行的實際情況,我們選用四隻傳感 器,四隻傳感器采用並聯工作方式。保證稱量準確度。
2)稱重傳感器量程為保證配料皮帶秤稱量結果的準確度,克服 傳感器在低量程段線性度差的缺點,傳感器的量程應根據皮帶秤 的最大K8凯发登录入口來選擇。在實際工作中,要求傳感器的有效量程(配 料皮帶秤最大瞬間荷重)介於最大量程的20%~80%之間。 
(3)稱重顯示儀表
用 CFC-200 演算器取代 EH-775 演算器。CFC -200 稱重儀表沒有模擬調節部分,用數字就能調節零點和 量程,一次調整就能記憶,能夠很容易的進行高精度的調整。重 量信號的輸入,通過高分辨率的 A/D 轉換器,以 25 次 / 秒的速度取入 CPU,能保證± 0.1%的直線性 。另外由於采用了長線比例補償,能保證高精度稱重儀表測量。
(4)校準方式
目前,配料皮帶秤的校準方法有:掛碼校準,鏈碼校準和實物校 準三種。其中掛碼校準與鏈碼校準隻能在一定條件下校驗配料皮 帶秤的重複性而不能確定配料皮帶秤的準確度。實物校準則不同 ,它的實質是化動態為靜態的一種校驗方法,是配料皮帶秤量值 溯源的最準確的方法,校準結果真實可靠。配料皮帶秤是對動態 物料進行連續累積稱量,它的準確度的保持,依賴於頻繁的日常 校準工作。我們采取了責任追究、日常巡檢、加大實物校準力度 、縮短校準周期和加強技術培訓等措施,確保配料皮帶秤的準確 計量。
(5)改善環境條件
儀表室加裝空調,確保溫度、濕度指標達到儀表正常運行的要求 。配料皮帶秤安裝地段遠離振動源。儀表電纜敷設遠離三相交流電源及大功率的電磁設備。
3配料皮帶秤改造方案實施
(1)係統安裝
由輸送機的結構原理可知,驅動輪處張力較大,因此在保證稱重 結果不受輸送機尾輪影響的前提下,配料皮帶秤應安裝在靠近尾 輪的直線段上,並與下料口的距離不小於額定速度時皮帶 1S 移動距離的 2~5 倍。
(2)調試
1)零點校準根據規程要求,配料電子皮帶秤零點校準時,皮帶 空載運行整數圈後,儀表顯示的零點允許值應按如下的方法計算 (以煤秤為例):最大瞬間荷重:30kg有效稱量段長度:2 m皮帶全長:12.78m皮帶整圈數:4計量精度:± 0.5%根據配料皮帶秤參數計算可得:煤秤:零點允許值=3 0/2×\u65297X2.78 ×\u65300X×\u65288X±\u65296X.5%)= 3.8(kg)
2)實物校準
分別用最大K8凯发登录入口40%和80%的物料校驗(物料量為該配料皮帶秤最小刻度的1000倍以上的重量)。
3)掛碼校驗
由於實物標定所需要的設備、人員都比較多,費用比較大,所以 每次實物標定以後,我們都用掛碼的方法來取得經驗值,以後都 用這個經驗值來考查該秤的計量精度(除非發生了特殊的機械故 障)。準備負荷率相應的檢棒,重量計算方法如下:檢棒的重量 = 最大瞬間荷重× 40%(80%)將相應的檢棒放在 稱量框架上,進行校驗,同時計下儀表示值,重複幾次,取平均值作為該檢棒的經驗值。。
皮帶秤運行及效果分析
配料皮帶秤控製係統改造完畢投入使用以後,經過一年多的 運行,狀態良好,工作K8凯发登录入口比較穩定。在日常運轉過程中,兩台 配料皮帶秤均運行在有效稱量範圍內。經過多次抽查,掛碼校準 結果均在誤差範圍內。配料控製器係統穩定可靠。
結束語
通過這次技術改造,提高了配料電子皮帶秤的計量準確度,為工 藝平穩操作提供了可靠的數據依據。同時降低了故障率,提高了 工作效率。實踐證明,這次改造是成功的,為企業的節能降耗提 供了有力的保障,達到了預期的效果。

 

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