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一、前言
銅陵上峰水泥股份有限公司是安徽省銅陵市的一家民營企業(yè)，地處長江邊，擁有兩條日產(chǎn)5000噸的水泥熟料生產(chǎn)線，并擁有兩個(gè)的貨物運(yùn)輸碼頭。每個(gè)碼頭上各裝有一條輸送皮帶，分別裝有用于貿(mào)易結(jié)算的皮帶秤。一個(gè)用于計(jì)量原煤的進(jìn)貨數(shù)量（購入量），另一個(gè)用于計(jì)量水泥熟料的出貨數(shù)量（銷售量）， 是企業(yè)的重要貨物計(jì)量點(diǎn)，皮帶秤計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以選用品質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定和計(jì)量可靠的皮帶秤非常重要。
這兩條輸送皮帶長度很長（其中輸煤皮帶總長達(dá)1100米, 熟料皮帶總長600米），受江邊風(fēng)大，且風(fēng)向多變等多種因素的影響，用于這兩條皮帶的皮帶秤的測量一直存在著精度不夠、穩(wěn)定性差、維護(hù)量大的問題，這個(gè)問題長期困擾著我司，尤其是輸煤皮帶秤問題比較嚴(yán)重，給我司的正常生產(chǎn)帶來了很大麻煩。對(duì)此，公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，親臨現(xiàn)場視察，了解問題，聽取操作人員反映的問題和提出的合理化建議。此前我們曾使用了國內(nèi)外多家企業(yè)的皮帶秤產(chǎn)品， 包括多托輥，全懸浮，雙杠桿等各種不同類型的皮帶稱, 普遍存在性能不穩(wěn)定，計(jì)量數(shù)值波動(dòng)大， 重復(fù)性差，每次標(biāo)定差異較大，不能滿足貿(mào)易計(jì)量要求。
二、解決方案
今年五六月份，我們在雜志上看到了介紹西門子皮帶秤的文章，懷著試試看的態(tài)度，聯(lián)系了西門子公司，邀請(qǐng)他們派員來現(xiàn)場查看情況，分析原因。
現(xiàn)場有兩條寬一米的皮帶, 我們希望他們能先解決輸煤皮帶問題，因?yàn)檩斆浩чL(1100米),中間有幾處接頭，速度為2m/s，正常流量為400T/H，希望最大流量能滿足700T/H的要求，精度滿足≤±0.5%的要求。如果輸煤皮帶的問題能夠解決，熟料皮帶的問題也會(huì)迎刃而解。西門子公司的技術(shù)人員很快到現(xiàn)場，通過現(xiàn)場觀察，他們認(rèn)為皮帶輸送機(jī)的工作狀況可以滿足西門子皮帶秤工作要求.結(jié)合實(shí)際情況，最終確認(rèn)了西門子MMI雙托輥高精度秤架集成BW500型積算儀和MD256脈沖式速度傳感器的模塊化電子皮帶秤解決方案。
西門子的皮帶秤秤架部分的設(shè)計(jì)是很具有特色，與一般常用的杠桿式秤架涉及不同，它采用了被稱為“三無”的直接承重式秤架結(jié)構(gòu)，即：無杠桿、無支點(diǎn)、無平衡重，也就是沒有稱重承載器。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的皮帶秤相對(duì)于我們所使用過的其他結(jié)構(gòu)的皮帶秤而言，具有秤架結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)安裝方便簡單；秤架具有模塊化特點(diǎn)，通用性好；秤架精確度高等特點(diǎn)（如表1）。
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杠桿式(單/雙) |
整體懸浮式 |
普通直承式 |
西門子高精度
直承式 |
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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) |
復(fù)雜 |
簡單 |
簡單 |
簡單 |
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秤架投影面積 |
一般/大 |
很大 |
較小 |
很小 |
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水平摩擦力
影響 |
很小 |
有影響,視秤架長度 |
視選擇的承載器結(jié)構(gòu) |
極小，專用的平行四邊形承載器 |
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長度 |
1~8托輥 |
2~8托輥 |
1~4托輥 |
1~2托輥 |
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安裝/維護(hù)量 |
很大，一般需定期專業(yè)維護(hù) |
安裝和長期維護(hù)工作量較大 |
較小，須定期標(biāo)定維持高精度 |
非常小 |
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可動(dòng)件 |
有 |
無 |
無 |
無 |
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精度 |
最高可達(dá)0.25%，但需要非常嚴(yán)格的定期標(biāo)定工作 |
可達(dá)0.25%，但是需選擇4托輥以上結(jié)構(gòu)，安裝和維護(hù)量較大 |
0.5~1%精度，不能實(shí)現(xiàn)結(jié)算目的 |
0.25%（雙托輥）/0.5%(單托輥) |
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秤架重量
（以1000mm皮帶寬為例） |
很重：約110kg(單托輥單杠桿)；約210kg(雙托輥單杠桿)；超過350kg(四托輥雙杠桿) |
很重：
超過320kg(四托輥) |
較輕：約50kg |
較輕：52kg(單托輥,0.5%精度);104kg(雙托輥,0.25%精度) |
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長期穩(wěn)定性 |
很差，漂移量大 |
差，漂移量大，須長期維護(hù) |
視承載器選擇 |
很好，基本沒有零點(diǎn)漂移，維護(hù)量極低 |
表1：各種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的皮帶秤性能比較
MMI多托輥皮帶秤為高精度型，秤架采用兩個(gè)MSI單托輥秤架組成，因而配用4個(gè)稱重傳感器，在20%～100%量程范圍內(nèi)精確度指標(biāo)為≤±0.25%。
BW500是為皮帶秤和稱重給料機(jī)設(shè)計(jì)的功能強(qiáng)大的積算儀，真正的雙PID功能可用于稱重給料機(jī)的流量控制，可控制恒定載荷或給料量。它具有以下主要特點(diǎn)：
Ø 具有專利技術(shù)的雙稱重傳感器（最多四個(gè)傳感器）平衡功能，能排除不均勻側(cè)向負(fù)荷的影響，不需傳感器匹配機(jī)械平衡；
Ø 具有在線標(biāo)定、批量處理、濕度補(bǔ)償、傾斜補(bǔ)償?shù)裙δ埽?
Ø 雙路PID調(diào)節(jié)功能，可以根據(jù)不同的工藝需要設(shè)定PID的響應(yīng)時(shí)間和調(diào)節(jié)范圍；
Ø 有效地解決傳感器的特性匹配問題, 相比于外接電位器, 可以顯著提高系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性。
西門子MMI皮帶秤秤架送到現(xiàn)場，MMI電子皮帶秤精致的外觀和緊湊的結(jié)構(gòu)給我們留下了很深的影響。安裝工作在西門子公司的技術(shù)人員的指導(dǎo)下完成，這種采用了直接承重式秤架結(jié)構(gòu)的電子皮帶秤的安裝非常簡單：原來安裝通常需要四至六人完成這項(xiàng)工作，這次只需要兩至三人就可以完成了（如圖1）。 我們電修班和機(jī)修班共同合作，完成西門子皮帶秤秤架和測速輥筒的安裝工作，后經(jīng)西門子公司技術(shù)人員到現(xiàn)場對(duì)我們的安裝進(jìn)行指導(dǎo)，又發(fā)現(xiàn)了存在以下幾點(diǎn)問題：
圖1：安裝在現(xiàn)場工作的MMI電子皮帶秤
1) 六組托輥安裝不到位, 不在一直線上；
2) 測速輥的與皮帶不垂直；
3) 測速傳感器的防轉(zhuǎn)桿和彈簧的安裝位置不正確；
我們按照要求對(duì)以上幾個(gè)問題進(jìn)行了整改后，開始對(duì)皮帶秤進(jìn)行標(biāo)定，西門子電子皮帶秤的標(biāo)定程序與其它產(chǎn)品也有所不同，增設(shè)了稱重傳感器平衡的程序，保證四個(gè)稱重傳感器輸出的一致,提高了抗偏載能力。這一點(diǎn)對(duì)我們來說是非常重要的, 因?yàn)樵趯?shí)際工作中, 皮帶偏載是經(jīng)常出現(xiàn)的, 如果皮帶秤在偏載時(shí)不能準(zhǔn)確計(jì)量，肯定會(huì)影響到最終的計(jì)量結(jié)果。
在標(biāo)定的過程中，BW500積算儀每一步都有相應(yīng)的提示，只要按提示進(jìn)行操作就可以，雖然BW500積算儀顯示是英文界面的，第一次操作時(shí)比較難，使用多了就習(xí)慣了，以后如果BW500積算儀顯示界面能漢化，那操作更方便了。
第二步是做零點(diǎn)標(biāo)定，我們一共做了三次，重復(fù)性都在±0.02%之內(nèi)。
第三步是做量程標(biāo)定，我們也做了三次，重復(fù)性±0.04%之內(nèi)。
零點(diǎn)和量程標(biāo)定的操作，面板上都有熱鍵，操作很方便。在做量程標(biāo)定時(shí)，儀表還有自動(dòng)糾錯(cuò)功能，如果相關(guān)的操作沒做，就不能進(jìn)行下一步的操作。
通過標(biāo)定,我們感覺西門子皮帶秤的性能明顯好于我們以前使用過皮帶秤產(chǎn)品，尤其是它的重復(fù)性指標(biāo)特別突出。而且西門子對(duì)重復(fù)性要求非常嚴(yán)格，認(rèn)為沒有重復(fù)性就沒有精度這種概念，是別的稱重產(chǎn)品廠家沒有說明過的。
接下來的一段時(shí)間里，我們將水尺和皮帶秤的計(jì)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，西門子皮帶秤的計(jì)量結(jié)果始終比較穩(wěn)定。
在使用過程中，還發(fā)現(xiàn)公司遠(yuǎn)程累計(jì)量輸入與BW500積算儀顯示輸出數(shù)據(jù)不相同，我們在西門子公司的技術(shù)人員指導(dǎo)下對(duì)BW500積算儀參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整，并更換了相關(guān)的電器元件，很快解決了問題。
三、使用效果
從西門子皮帶秤投入使用至今， 我們每天進(jìn)行去皮操作，零點(diǎn)變化≤±0.05%；前后進(jìn)行了用65kg/m鏈碼標(biāo)定了三次，誤差≤±0.15%；充分表明，西門子電子皮帶秤在穩(wěn)定性、重復(fù)性與可靠性方面的突出表現(xiàn)。
我司領(lǐng)導(dǎo)對(duì)西門子皮帶秤使用情況很滿意，解決了原煤計(jì)量不準(zhǔn)的問題。經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)研究決定將實(shí)施對(duì)裝船水泥熟料皮帶秤進(jìn)行更新改造，擬在原煤倉內(nèi)增加一臺(tái)皮帶秤。
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