测长/称重装置原理及误差分析

　　1　引言

　　1993年以前,我厂一直沿用人工方法测量钢管长度,然后根据管径和壁厚计算出理论重量。这种做法效率低,误差大,计量不准确,并且无法达到API 5L和GB9711—88对钢管按实际重量交付的要求,加之板材壁厚一般趋于正偏差,按理论计算重量交货偏轻,造成不必要的损失。

　　我厂对生产线进行技术改造后,为了对工厂和顾客负责,按改造后生产流程在精整区新增一套自动测长/称重设备,该设备由机械工业部西安重型机械研究所和我厂共同研制,经过几年来的使用,尤其是沙漠管线生产期间的长期运行,证明设备性能可靠,测量精度较高,完全能满足生产需要。

　　2　设备构成及工作原理

　　2.1　设备的构成

　　该设备集机、电、液技术于一身,机械部分包括光电管支架、接拨管器、称台及油缸、输送辊道、推进机构、液压泵站等(如图1)。支架用于安装光电管,为适应管径变化,支架结构为可调式,便于调整光电管位置。

　　接拨管器由液压驱动,接受和拨出被测钢管,是实现自动测量不可缺少的辅助设备,由系统统一控制。

　　称台采用衡器厂生产的定型产品,按钢管称重的工作模式加以改进,增加了顶升油缸等附加装置。推进机构为液压驱动方式,主要功能是在测长时推动被测钢管,另由电器系统配合,也具有自动回位及采录数据功能。

　　控制系统配备有286工控机,外围有电子秤、红外线光电管、脉冲发生器等,系统框图见图2。

　　286工控机是整个系统的控制中心,对数据进行设定、修改、查询、存储和处理,并控制现场测量全过程有序的工作,随时读取现场的信号,工作方式及状态。

　　6组光电管为红外线检测开关,与原点形成6组不同长度Li的数据,安装位置可根据工厂需要进行调整。

　　16路输入光电隔板:主要用于隔离现场与控制系统的联络,起到抗干扰的作用,既保证了系统的安全运行,又保证了系统的测控精度。

　　光电码盘:当推进机构工作时,光电码盘开始输出光电脉冲,信号输送给计算机处理,作为计算钢管长度的依据。

　　继电隔离卡:控制外围元器件动作,如推管、称重、拨料等油缸工作,并起到隔离外围元件与控制系统联络的作用。I/O及计数卡:输入、输出信号的通道。压力传感器、电子称重器:称重时,压力传感器将输出电压信号,输送到电子称重器进行数据处理,并显示被测钢管的重量。

　　2.2　工作原理

　　钢管测长、称重流程如下钢管拨入→钢管就位→推钢管前移红外开关给出信号→推板停止并返回→整理长度数据→屏幕显示长度→称台升起称重→显示重量数据→生成长度和重量数据文件→钢管拨出→打印报告(或重复下一循环)。