电子皮带秤在自动配料控制系统中的应用
电子皮带秤在高速公路稳定层自动配料系统中的应用
，
皮 带秤 的检 测 结 果 主 要 由称 重传 感 器 拾 取 的 重 力 信 号 和测 速 传 感 器 检 测 的 皮 带 的 速度 信 号 所 决 定 的 ，所 以 ，速 度 检 测 的准 确 程 度 直接 影 响 到 皮 带 秤 的 准确 度 。本 系 统 采 用 先 进 的非 接 触 数 字
【 文章 编号 】０ ３ ５ ２ （ ０ １ ０ — ０ １ ０ １ ０ — ７ ９ ２ １ ）５ ０ １— ４
屯 子 废 带 秤 在 高 速 路 稳 定 层 自 动 配 料 系 统 中 的 应 用
南京理 工天品 自 控设备有 限公 司 常永和
［ 摘 要 】 本 文讨 论 了电子 皮 带秤 在 高速 公 路稳 定层 自动 配料 系统 中的应 用状 况 ，指
（ ）称重 传感 器 １
本 系 统采 用 美 国进 口的 电阻 应 变 片式 称 重 传 感 器 ，它 将通 过 秤 架 传 递 而来 的 物 料重 量 转 换 为 电信 号 ，送 给 称 重 显 示 控 制 器 Ｄ Ｋ ２０ Ｘ 一 ０ ６仪 表 处 理 。它 具 有 高精 度 、高 可 靠 性 、稳 定性 好 、安 装 方 便 、互换性 好 等优点 。
（ ）螺旋 式秤 架如 图 ４所示 ２
图 ４． 旋 式 秤架 示 意 图 螺
注 意 刚性 叶轮 给 料 机 和 闸 板 阀 的位 置 和 法 兰
的接 口，下 料 螺旋 的落 料 点 在 大 皮 带 的 中心 ，一
般螺旋 的位 置与 大皮带 平行 。
（ 二）称 重传感 器 与速度传 感 器
关 键 计 量器 具 ，它对 参 加 配 料 的 物 料 进 行 自动 称
量 ，并按 照配 比进 行 控 制 ，然 后 将 计 量 结 果 传 送 给 指 挥 中 心 ，作 为决 策 的科 学 依 据 。该 系 统 性 能 可 靠 、操 作 简 便 、配 料 精 度 优 于 ±１ ，长 期 稳 定 ％ 性好 、抗 干 扰 能力 强 ，是筑 路 建 设 部 门提 高 功效 、 降低 成本 、确保 施 工质 量 、增 加收 益 的必要 设备 。
称重仪表在自动配料系统中的应用
称重仪表在自动配料系统中的应用配料自动化就是将不同材质和不同粒度的物料按一定比例在自控系统控制下进行配合，以达到工艺要求的过程。
本文通过称重配料系统与传统配料自动化进行的比较，分析了称重配料系统的原理、特点以及控制方法。
标签：称重仪表配料自动控制系统配料工序是化工生产中的一个重要环节，配料质量控制的优劣直接关系着下游工序能否顺利进行，如果配制料液的质量达不到要求，轻则造成原料、能源的浪费，重则影响产品的质量和产率，并且有些重要生产岗位的配料失误甚至会给整个生产酿成事故。
所以应对配料过程的质量控制给予足够重视。
1 传统配料自动化系统实际生产中常见的配料自动控制是利用流量计测量物料的加入量，然后根据配制比例来控制各物料的加量。
如图1所示。
其原理是：配料开始时，流量累积控制器(QIC01、QIC02)控制进料阀门(V11、V12)打开，直到物料M1、M2的累积流量分别达到各自的设定值时关闭进料阀门，完成配料过程。
在这一系统中流量计是其关键环节。
由于配料过程需要准确计量各物料的加量，所以首先要选择高精度的流量计；其次流量计的选择要根据物料的物理特性、化学特性来选择各自合适的流量计。
通常流量计的使用精度会受到各种客观因素的影响，如管道中流体状态，物料结垢、结晶，温度变化，气泡存在等都对流量计的测量精度产生不同程度的影响。
另外，流量计有其可测流速范围，而配料管道的流速变化很大，也使其使用精度降低。
可见，使用流量计实现配料控制比较困难，而且控制精度也不能很好地保证。
2 利用称重仪表实现配料自动化2.1 称重仪表的组成及工作原理通常称重仪表由称重传感器（WZ）、称重变送器（WT）、称重控制器（WIC）组成。
称重传感器由金属弹性元件本体和与其相连的电阻应变片构成。
四只电阻应变片组成一个惠斯通电桥。
被测物的重力G使弹性元件产生形变ε，这一形变引起电阻應变片的延伸，压缩形变ε。
根据虎克定律，弹性形变与外力成正比：ε∝G根据电阻应变效应理论：电阻应变片的相对变化（△R）/R与形变ε成正比：（△R）/R=kε式中，k为电阻应变片灵敏系数。
电子皮带秤自动配料系统的研究与开发
电子皮带秤自动配料系统的研究与开发摘要：19世纪末，新技术发展非常迅速，随着皮带输送系统的出现，批处理系统也如是说。
皮带输送机系统最早的称重原理来自铲斗输送机的连续自动称重装置。
随着传感器技术的飞速发展，批处理系统的发展也十分迅速。
关键词：电子皮带秤；自动配料；系统开发1 引言配料自动控制系统的研究设计对我国经济发展有着很重要的意义，精确的配料技术不仅可以扩大生产量，还可以是生产出来的产品具有很高的质量和性能，经得起市场的考验，使我们的产品在世界经济市场上更具有竞争力。
2 电子皮带秤自动配料系统的研究电子皮带秤自动配料系统可以按照设定配比和流量控制各输入物料的瞬时流量，从而达到控制各种产品的质量和产量的目的，是实现生产过程自动化和智能化、企业的科学管理、安全稳定生产和节能降耗的重要技术手段。
在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一－定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。
PLC主要承担对输送设备、称量过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时变频器输出信号调节皮带机转速的作用。
电子皮带秤自动配料系统的配料秤控制器硬件部分主要有单片机、荷重传感器、皮带走速测量、A/D转换器、D/A转换器、键盘扫描电路、显示电路等组成，系统硬件组成框架如图1所示。
图1 系统硬件组成框架图每一个皮带秤系统的精确度和可靠性都很高，这些系统的实施和安装可以达到整个系统所确定的性能和工作精确度，以优化系统的最大性能。
但若要皮带秤系统的最高性能得到最佳发挥，则必须强调它的工作性能和环境。
鉴于卸煤线作业的条件相对恶劣，有必要对其作业和环境进行仔细研究，并设法克服这些困难，解决实地工作环境的问题，为使用皮带秤系统工作创造有利条件。
－一个完整的皮带配料自动称重系统主要由配料电子皮带秤、仪表控制柜、动力控制柜、低压开关柜、变频器柜、现场操作盘、工业控制微型计算机、及监控管理软件几部分组成，如图2所示。
电子皮带秤在配料系统中的维护与校验
电子皮带秤在配料系统中的维护与校验本文结合了5台电子皮带秤在实际使用中出现的情况，总结了如何对电子皮带秤进行使用和维护；对出现的故障给出了产生的原因，并结合实际例子，给出了故障的排除方法。
标签：配料系统；电子皮带秤；维护；校验莱钢集团矿山建设有限公司链篦机—回转窑氧化球团生产线于2004年7月建成投产，设计年产氧化球团60万吨。
在各生产工序中，配料处于生产工艺的第一道工序，根据原料结构的不同适时调整原料的配比来保证整个工艺的稳定。
因此原料配比的调控在整个生产过程中至关重要。
电子皮带称的运行精度与运行稳定性在配料系统的运行中起到关键作用。
我厂配料系统由5台带式称重给料机和1台螺旋式称重给料机组成，由徐州三原称重技术有限公司负责安装调试。
配料系统安装运行近10年来，经过日常维护计量误差仍保持在合理范围之内，系统运行稳定。
配料系统由称重控制显示器、工控机、称重程序、变频器组成，可通过控制显示器与变频器调速实现自动调节。
应用于配料系统的拉氏皮带称与用于其它场合的皮带秤的工作原理相同，日常维护与管理也存在相同之处。
但与其它用于物料结算的皮带秤在日常使用中过程中对精度的要求又有所不同。
1 影响拉式皮带秤精度的因素1.1影响皮带秤精度的误差包括静态误差与动态误差。
静态误差在皮带秤秤体安装时已经确定，皮带秤的安装误差。
因此在皮带秤的日常使用过程中对动态误差的控制在保证皮带秤精度上起到关键作用。
动态误差产生的原因是多方面的，根据实际使用过程中产生影响的主要因素有以下几种：物料的不均匀与冲击力造成的误差，皮带跑偏造成的误差，校准误差，环境影响带来的误差。
1.2物料的不均匀对称重传感器带来较大范围的弹性变化影响测量精度，物料的冲击对于皮带秤支架刚性的影响，皮带的振动也都影响计量的精度。
针对上述情况，要合理的调整原料仓出口闸板的高度，我厂在实际的配料过程中要求不得随意改变闸板的高度，料流稳定，高度合理，皮带秤运行速度适中。
电子皮带秤配料系统的模糊PID控制
概括随着科学技术的不断发展，电子皮带秤配料系统已广泛应用于煤炭、化工、烟草、冶金、建材等行业。
目前，大多数皮带秤配料系统仍采用传统的PID控制算法，具有较高的灵敏度。
可以说，调整理论上可以做到无误差，或者说在误差小的地方确实有优势，但是问题很多。
当误差较大时，其动态特性不是很理想，超调量一般较大。
因此，本课题设计了一种更为合理、高效的电子皮带秤配料系统。
本设计主要针对皮带秤配料系统中的配料环节，采用模糊PID与传统PID控制相结合的方法。
同时采用PLC控制和组态软件，实现了皮带秤配料系统中配料的自动控制。
当误差很大时，超调也很大。
本课题主要包括皮带秤的原理和组成、系统的总体设计、结合系统分析的模糊控制算法、利用MATILAB进行模糊PID控制仿真。
论文首先阐述了现有皮带秤的现状及实际过程中遇到的困难，并给出了自己的设计方案。
在保证系统称重精度和控制精度的前提下，选择合理的软硬件配置。
为了完善系统的整体设计方案和基本组成；配料带秤的工作原理及总体控制方案；称重传感器和速度传感器的选择；电机调速方式的选择等；结合配料系统的实际工作情况，通过系统分析，给出了基于模糊控制技术理论的模糊控制结构框图。
根据模糊控制器的设计步骤，设计了一种与传统PID相结合的模糊PID控制器。
解决了皮带秤配料系统的控制和误差调整问题，从而提高了配料系统的配料速度和精度。
论文分两章介绍PLC控制和MATLAB仿真。
第四章介绍了系统电气部分的组成，使运煤现场的配料系统能够根据PLC控制的要求，自动完成卸料、称重、配料的全过程。
第五章利用MATLAB仿真软件中的Simulink图形工具平台，对配料秤仪表使用的模糊PID控制进行仿真。
从仿真波形可以看出，引入模糊控制后，当系统出现扰动和偏差时，调节效果非常好。
通过该系统的研究，有效解决了电子皮带秤的控制精度和配料速度问题。
大大提高了系统的计量精度和配料速度。
在很大程度上降低了工人的劳动强度，最终提高了生产率和产品质量。
配料秤自动配料原理
配料秤自动配料原理
配料秤自动配料的原理是通过称重来实现准确配料的过程。
它通常由称重传感器、控制系统和配料执行机构组成。
首先，称重传感器是配料秤的核心部件，它负责将被称物体的重量转化为电信号。
一般情况下，配料秤采用负荷传感器或称量电子秤作为称重传感器。
当物体放到传感器上时，传感器会产生一个电信号，该信号与物体的重量成正比。
接下来，控制系统会接收传感器发送的电信号，并将其转化为数字信号进行处理。
控制系统一般由微处理器或单片机来完成，它可根据预设的目标重量和误差范围来判断配料过程是否完成。
若没有达到目标重量，控制系统会调整配料执行机构的动作，继续配料或进行微调。
最后，配料执行机构根据控制系统的指令进行相应动作。
常见的配料执行机构包括切断阀、传送带、气动阀等。
当控制系统判断需要配料时，配料执行机构会打开或关闭相应的通路，使配料物料流动或停止。
通过称重传感器、控制系统和配料执行机构的协调配合，配料秤可以实现自动准确地配料。
在工业生产中，配料秤广泛应用于化工、食品、医药等行业，提高了配料的精准度和生产效率。
电子皮带秤在张钢烧结配料系统中的应用
系统运行 ， 根据下料情况改变皮带称控制器 中ＰＤ的调节 系数 ， 而改善 配料 系统的控 制特性 ， Ｉ 从 抑制下料量的频繁波动。秤 的校验采用链 码校验与实物校验相结合的方法 。投运 以来 ， 系统运行稳定 ， 比控制可靠 ． 配 满足 了生产要求 。 关键词 ： 烧结配料系统 ； 电子皮带秤 ； 校称 ；Ｉ 调节 ＰＤ
中图分类号 ：Ｈ７ ５１ Ｔ １． 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （０ １０ — ０ ０ ０ １ ０ — ６ ０ ２ １ ） １０ ７ — ２
１ 前
言
４ 控制 、 ） 显示 。完 成这 一功 能 的模 块 为 Ｓ 一 ０ Ａ ５０
称重 控 制器 ， 受信 号放 大 器送来 的称重 信号 和 速 接 度信 号 ， 运算 处理 得 到此 时物 料 的 累计 重量 和 瞬 经 时流量 ， 根据设定 流量值与现流量值差 距发 出 并
ＰＤ Ｉ 控制信号 ， 控制给料设备达到要求流量。
５调速 装 置 。用 于在 ＰＤ信 号控 制下 驱动调 节 ） Ｉ 设备 电机 。常用 的有滑差 电机控制器和变频调速器 。
２２ 螺旋秤 组成 ＿
某些 粉状 物 料 （ 如水 泥 、 石灰 粉 等 ） 不宜 用 配料
性和快速性的要求也越来越高 ， 完善烧结配料系统 对 提 高烧 结矿 的技 术 经济 指标 至关 重要 。因此 ， 必
驱动 电机 的重 量 平衡 ， 必要 时加 配重 进行 调整 。称
１秤 架 。对 整 机 型配料 秤 而言 ， 架 实 际上是 ） 秤
一
条 小 型皮带 机 ， 负将 物料 从料 仓 中拖 出并 输送 担
的 目的 。在 物料 通过 称量 段 时 ， 由秤框 及 传感 器对 物料 重量 进行 检测 ， 而 在连 续输 送 物料 的同时完 从 成称 量 ， 当改变调 速 电机 转速 时 即可 调节 物料 量 的 大小 。
自动配料计量方式的研究
自动配料计量方式的研究张永平(渤海船舶职业学院)本文将自动配料计量方式划分为静态配料计量方式、电子皮带秤动态计量方式、核子秤秤动态计量方式,并分析了其的优缺点,总结了其适用性。
指出,现场与物料条件允许选静态秤,条件恶劣用核子秤,条件一般可采用皮带秤。
自动配料计量方式电子秤核子秤自动配料有几种不同的计量方式,分别为静态计量方式和动态计量方式。
静态计量一般为料斗秤,动态计量主要有电子皮带秤计量和核子秤计量等。
各种方式分别适用于不同的应用现场,又有其各自的特点。
一、静态配料计量方式静态配料方式适用于无连续配料要求的现场,这些现场对配料的时间要求不高,可按批次进行配料,批次间允许存在一定的时间间隔,如高炉槽下料前后两批时间间隔为3~5mi n ,每批料由多种物料组成,物料所占比率根据工艺要求在一段时间内相对固定,对单批料的组成比例要求并不严格,只要在较多批中物料组成比例能达到工艺要求即可。
静态配料方式下,各种物料分别贮放在不同料仓,料仓给料一般采用电振给料、螺旋给料或星形给料等形式。
计量一般采用计量仓,并配装有压式或拉式重力传感器进行力电转换,信号经二次仪表放大处理后接入PL C 或DCS 等来完成计量。
在一些对时间要求宽的应用场合,可以采用一个计量小车进行统一计量,计量小车沿轨道运行,依次定位到各料仓下按比例进行物料配加,各种物料的配加量采用减差法计算。
亦有采用单一固定计量仓方式的,各料仓以环状分布在一个计量仓周围,各物料的计量亦采用减差法,物料自溜槽或皮带输送机依次按比例配加到计量仓。
计量后的物料经过集中后,一般形成层状或段状分布,经输送设备(如皮带或小车)输送到受料口,进入下一工序,即完成一批料的配加。
由于物料计量、输送、加入等环节在时间上可以重叠,在控制流程上可以采用并行方式,以节省上料时间,提高上料速度。
静态计量方式因其称重时是处于静态,计量精确度极高,检定误差为0.1%。
但,因其计量过程的断续性、间隔性,以及对物料粒度和湿度的要求。
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仪表。仪表因 自身的局 限性 ， 决定其不能有很好 的可操 作性 、 联动性 、 友好 界面 、 数据报 表管理 等 ， 以在 配料 系 所 统 中的主机 一般都使 用工 业控制 计算 机 。现在也 还有 采 用计算 机管理 、 仪表 计量 控制 的集 散模 式 ， 从市 场发展 但 趋势来 看 ， 由计 算 机结 合 ＰＥ的计 量控 制模 式 能更 好地 Ｉ 满足 市场 的需要 。图 ３为计算 机结合 ＰＥ的皮带秤 计量 Ｉ 配料控 制 系统 流程 图 ： 其 设 动控 及 态 测 它 备行 制 状 检 ＜
ｎｅ Ｉｄｘ＝Ｖ ｌ ＆ ”＋ Ｍｉ（ Ｙ Ｓａ ｓ８ ２ ） ａ（ Ｈ ｄ Ｘ ．ｔ ｅ， ， ） ｔ
（ 南京 市计量监督检测院 ， 江苏 南京 ２０ ３） １０ ７
摘
要： 本文介绍 了电子皮带秤在 自动配料控制系统中的应用 。
关键词 ： 皮带秤； 配料 ； 计算机控制
皮带 运输机 是一 种应 用非 常广泛 的散状 物料运 输机 械 ， 为其 配套 的计 量装 置— — 电子 皮 带秤 的发展 也 是 作 日新 月异 。皮带 秤 的结构 简析 ： 杠杆秤 架结 构简单 ， 单 成 本低 ， 于计量精 度要 求不 高 的场 合 ； 杠杆秤 架 的结 构 用 双 较 复杂 ， 本较 高 ， 成 但计 量精 度较 高 ， 稳定 性较好 ， 对安 装 环境 的要求 较低 ； 全悬 浮 式 秤架 结 构 的 复杂 程 度介 于 前 两种 之间 ， 感器 使用 多 ， 量精度 较高 ， 传 计 性能较 稳定 ， 但 安装 时对 于传 感 器 的平衡 受 力 要 求较 高 ， 适 于安 装 在 不 角度过大的场合。整机皮带秤一般采用双杠杆结构 ， 集 计量运输为一体 ， 是具有较高效率、 较高计量精度和稳定 性 的皮带秤 。 皮 带秤在 自动 配 料控 制 系 统 中 的应 用 ： 电子 皮 带秤 具有动态计量精度较高、 性能稳定、 运输高效的优点 。以 前 的配 料 系统 采用 静态 配料 ， 静态 配料 系统 因效 率低 ， 但 不能满 足高效 率配 料 的要 求 。随着对 动态 配料精度 和效 率的要求 不 断提高 ， 带秤 在 配 料方 面 的应用 也 越来 越 皮 广泛 ， 工艺基 本 如 图 １ 其 和图 ２ ：
从图中可以看出， 测力传感器检测 出皮带秤上的物 料重量 ， 出对 应 的 电信 号 ， 信 号 变 送 器 转 换 成 ４— 输 经 ２ｍ ０ Ａ电流信号 ， 经过模拟量采集卡 的光 电隔离后进行 Ａ Ｄ转换 ， 转换成抗干扰能力强、 可远距离传送 的数字信 号， 送人计算机 ； 测速传感器检测 出皮带秤运行的速度 ， 转成对应的脉冲信号 ， 经光电隔离后送入计算机 ； 计算机 与 ＰＥ通信 ， 测 出皮带 秤 、 Ｉ 检 给料 电机 的运行 状 态 ； 算 计 机计算 出皮带 秤上 的瞬时流 量 （ 以下简称 流量 ） 与要求 后 的流量 （ 以下简 称设 定 ） 行 比较 ， 算 机输 出相 应 的调 进 计 速信号 ， 经光 电隔离后 Ｄ Ａ转换 成 ４—２ｍ ０ Ａ的调 速信 号 ， 调节变频 器 的运行频率 ， 而控制 给料 电机 的运行速 度 ， 从 达 到控 制给料 量 的配料 目的。 调速信号可采用模糊控制 ， 即将流量与设定进行 比 较， 如果两者相差较大 ， 则调速信号 的调节幅度也大 ， 如 两 者 比较 接近则 调节 幅 度小 ， 至 只进 行微 调 。还 可 在 甚
Ｃ ｒ１ ） ｈ （ ０
例如 ， 收到 Ｐ Ｃ传 回的 Ｘ Ｌ ０一Ｘ ７输 入 点 的信 号 数 ２ 据， 则
ＸＹ— ｔｔｓ ＝ ＭＳ ｍｍ１．ｎ ｕ ＹＳａｅ Ｃｏ Ｉｐ ｔ
检测收 到的数据 是 否 完整 和 正 确后 ， 下 即 可读 出 如 Ｐ 的Ｘ Ｅ Ｉ ０一Ｘ ７各输入 点 的状态 ： ２
测 传 器 ＿ｎ 信 Ｉ号 送 ｌｏ 信 机 车 感 ｌｏ 力 号 信 变 器４ 力号ｌ ｏ。 ２ｖ ＿ ２ 主
图 ２ 皮 带 秤 同 时完 成 计 量 、 输送 和 配 料 任 务
因配料至 少 要 有 两 种 以上 的物 料 按 一 定 的 比例 出 料 ， 以配料 系统至 少有 两 台以上 的皮 带秤 ， 的可达 到 所 多 十台 以上 。如 果主机 使 用 二 次仪 表 ， 须要 相 应 数量 的 就
《 计量与覆 试技 术》 ８年 第３ ４ ∞１ ７卷第 ７期
其 中加 入预先 判断 ， 即根据 流量 的变化趋 势 ， 前对调 速 提 信号进行 控制 ， 同时采 用调 速 信号 一 段 时 间 内的平 均 值 来 生成调 速信号 的 动态 上 下 限 幅 ， 以有 效 地解 决 因出 可 料 不畅等 原 因引起 的流量 波动较 大和调节 过 冲现象 。图 ４ 流量跟 随设 定变 化及 ＰＤ调速 信号 调 节约 ２分 钟 的 为 Ｉ 实 时 曲线 图 。
郭晟 ： 电子皮 带秤在 自动配粹控翻 系统 中的应 用
电 子 皮 带 秤 在 自动 配 料 控 制 系统 中 的 应 用
Ｔ ｅＡ ｐｉ ｔ ｎｏ ｌ ｔ ｎｃＢ ｌ Ｓａｅｉ ｔｍ ｔ ａｃ ｉｇＣ ｎｒｌ ｙｔ ｈ ｐ ｌ ａｉ ｔ Ｅ ｅ ｒ ｉ ｅ ｃｌ ｎＡｕｏ ａｉ Ｂ ｔ ｎ ｏｔ ｓ ｍ ｃ ｏ ｆｈ ｅ ｃｏ ｔ ｃ ｈ ｏＳ ｅ 郭 晟
皮
皮
皮
皮
恒速皮带秤 Ｉ
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图 ３
测 传 器壅 壁 笪 厂 — 速 感 Ｉ 旦 — ］ 堕 壁 堡 堕 堕 ！
￣
１０ 力号Ｉ号 送 ｌｏ 信 主 ０ ｍ 信 信 变 器＿ 力 号Ｉ 机 －ｖ 速度脉冲信号ｆ
Ｉ 速度脉冲信号 厂一