喂料式双悬臂电子皮带秤的研制

　　1　引　言

　　电子皮带秤主要分为称量(或计量)和配料两类,前者主要计量输送物料的瞬时、累计流量;后者除具有计量功能外,还必须按预先设定的瞬时物料从储料仓中向外定量排料,用于生产配料。喂料式双悬臂电子皮带秤就属于配料型电子皮带秤。

　　配料型电子皮带秤采用调速喂料和计量于一体的结构,即料仓直接作用于计量皮带上。如图1所示。其测重力装置为“托辊式+荷重传感器”测力机构,如图2所示。

　　由图2可知,传感器除了受称重区物料重量的重力G作用外,还会受到皮带行进方向、侧向运动的附加力H和I(垂直于纸面)的作用。即传感器受力不能真实地反映称重区物料重力大小。特别在使用时,当皮带张紧变化、调速、料粒度变化、皮带粘料等因素的综合影响时,使传感器受到更多的除重力以外的附加力的作用,导致零点漂移,采样测量信号失真,控制配料达不到要求。

　　针对这些情况,研制出了新型的配料型电子皮带秤———喂料式双悬臂电子皮带秤,采用调速喂料与双悬臂恒速计量各自独立的设计思想,彻底解决了普通皮带秤存在的问题。

　　2　喂料式双悬臂电子皮带秤的工作原理

　　喂料式双悬臂电子皮带秤主要由调速喂料机、双悬臂皮带秤、称重传感器、工业控制计算机及电气控制设备等组成,其工作原理如图3所示。当系统启动后变频器按微机给定的初始频率启动调速喂料机进行喂料,物料按一定的流量喂到双悬臂皮带秤上进行流量计量,微机将实测的流量与预置的流量进行比较计算,如有偏差则根据偏差计算出修正结果(即进行PID参数调节计算),并输入到变频器,自动调整喂料机速度,改变喂料流量,达到对预置流量连续自动跟踪的目的。

　　连续计量物料流量采用的计算公式如下:

　　式中:Q———物料流量(t2-t1时间间隔内的累计值),kg/s;Wt———双悬臂秤体上t时刻物料重量瞬时值,kg;W0———双悬臂秤校零时的底值, kg;vt———双悬臂秤的皮带输送速度(常数),m/s;L———物料流经双悬臂秤的有效皮带长度(常数),m;t1、t2———计量的起始和结束时间,s。

　　根据上式,只要Wt测量准确,采样时间足够短,就可以保证流量的计量精度。

　　系统采用带光电隔离的MAC2型智能多功能模拟信号测量和控制卡,对传感器信号进行A/D转换,通过内部固化的二次仪表测量换算软件包对其进行单回路、定比值计算,输出对变频器4~20 mA(0~10 V)信号控制。同时采用自行开发的称重显示、配料设定、操作运行的专用软件包。一台微机可同时控制1~8(或16)路配料秤,按照一定的配方进行多路配料。