原料配料站的計量、控製問題在許多生產線都出現過計量不準，配料不穩定情況。廣東某水泥集團有限公司為確保配料計量準確，進行了利用ＤＣＳ（集散控製係統）實現電子皮帶秤控製器功能的技術改造並獲成功。改造後該集團的各台秤的計量精度和K8凯发登录入口控製均滿足了生產控製要求。另外還詳細介紹了電子皮帶秤的零點標定、實物標定、K8凯发登录入口控製等方法與措施。

電子皮帶秤是皮帶輸送機輸送固體散狀物料過程中對物料進行連續自動稱重的一種計量設備，它可以在不中斷物料流的情況下測量出皮帶輸送機上通過物料的瞬時K8凯发登录入口和累積K8凯发登录入口。但由於水泥廠物料特別是原料配料站物料的特殊性， 導致計量和控製效果不理想。對此，我們采取的改造措施是：利用ＤＣＳ（集散控製係統）實現電子皮帶稱控製器功能，從而達到其計量精度和控製要求。在改造中參考了重慶電子皮帶秤儀表的設計。

１ 電子皮帶秤的控製器功能

當皮帶輸送物料時， 稱量段上的物料重量通過皮帶秤量拖輥載台作用於稱重傳感器， 稱重傳感器將重量轉換成電信號（ｍＶ級）送入稱重控製器，經過放大、濾波、Ａ／Ｄ轉換成數字信號。裝在從動輪上的測速傳感器把皮帶運行的速度信號轉換成脈衝信號，送入控製器，經過一係列運算轉換成數字信號。控製器根據輸入的信號進行運算， 從而得出物料的瞬時K8凯发登录入口和累計質量值， 並輸送到上層控製係統 （如ＤＣＳ）中顯示。同時，控製器根據接收到的上層控製係統設定的K8凯发登录入口信號， 控製電機的速度實現物料K8凯发登录入口的穩定控製。這是電子皮帶秤的一般工作原理，其中控製器是保證電子皮帶秤正常工作的核心部件，負責信號的處理、物料K8凯发登录入口的計算、物料K8凯发登录入口的控製等主要功能。從實際使用情況看，可以省去電子皮帶秤的現場控製器，完全通過ＤＣＳ實現電子皮帶秤控製器的所有功能，既節約了企業的投資，又達到了比較好的控製效果。

２ 物料的K8凯发登录入口計算

要在ＤＣＳ裏麵實現電子皮帶秤現場控製器的功能，需要做好如下幾個方麵的工作：現場信號的處理、物料瞬時K8凯发登录入口的計算、物料累計總量的計算、物料K8凯发登录入口的控製、電子皮帶秤的零點標定。其中的重點是物料計算， 包括物料的瞬時K8凯发登录入口計算和物料累計總量的計算。

根據電子皮帶秤的工作原理可知， 物料的瞬時K8凯发登录入口計算公式：Ｆ＝ｋｖＱ， 其中，Ｆ為K8凯发登录入口，ｋｇ／ｓ；ｋ為稱量係數；ｖ為皮帶速度，ｍ／ｓ；Ｑ為稱量段負荷，ｋｇ／ｍ。ｋ可通過實物標定獲得，ｖ，Ｑ可通過處理現場傳送過來的信號得到。

在實施由ＤＣＳ實現電子皮帶秤控製器功能的改造中，我們沒有使用測速傳感器，而是直接使用變頻器的輸出信號。在現場分別測算出（也可以根據電子皮帶秤的技術參數理論計算出）１００，２００，３００，４００Ｈｚ對應的線速度，通過折線函數將０～５００Ｈｚ信號轉化為相應的線速度ｖ。

稱量段負荷計算公式是：Ｑ＝２（Ｍｔ－Ｍ０）／Ｌ。Ｍｔ 是現場荷重傳感器傳送過來的實時荷重信號，Ｍ０ 是電子皮帶秤自身的皮帶重量 （通過電子皮帶秤的零點標定獲得， 後麵我們會提到），Ｌ是電子皮帶秤的有效稱量段的長度。實際使用中，現場傳送過來的荷重信號變化比較大，影響了ＰＩＤ的自動控製。因此，現場傳送過來荷重信號在通過濾波函數處理後才參與計算。

綜上所述，物料瞬時K8凯发登录入口的計算公式：Ｆ＝７．２ｋｖ（Ｍｔ－Ｍ０）／Ｌ物料總的K8凯发登录入口計算可通過對物料瞬時K8凯发登录入口進行積分運算得到。∑Ｍ＝∫Ｆｄｔ進行積分運算時，要注意ＤＣＳ現場控製站主控製器的運算周期。物料瞬時K8凯发登录入口使用的單位是（ｔ／ｈ）；如果主控製器的運算周期是１ｓ，那麽積分運算的使用的參數是１／３６００； 如果主控製器的運算周期是０．５０ｓ，那麽積分運算的使用的參數是１／７２００；以此類推。

３ 電子皮帶秤的零點標定

電子皮帶秤的荷重傳感器所測量的物質包括物料的重量和皮帶的重量兩部分， 電子皮帶秤的零點標定其實就是確定皮帶自身的重量。在實際使用中，電子皮帶秤的皮帶的重量是不斷變化的， 我們使用的是求算的皮帶重量的平均數。如圖１，每一台皮帶秤都有一個按鈕，當按鈕按下時，表示電子皮帶秤正在標定；當按鈕彈起後，表示電子皮帶秤的皮重已經確定。

零點標定時， 要注意觀察電子皮帶秤的荷重信號的變化。一般情況下，我們要求皮重值穩定在某一個較小的範圍內。以２００ｋｇ的荷重傳感器為例，要求上下波動範圍為±２．５ｋｇ；如果超過這個範圍，就要求相關人員去現場檢查電子皮帶秤是否運行正常。

第一次零點標定前， 應給電子皮帶秤足夠的運行時間，讓設備機械部分的各個部件充分磨合。在電子皮帶秤運行穩定後，再進行零點標定。在確定皮重後，從理論上而言電子皮帶秤繼續空載運行，物料累計總量是應該等於零；如果是相差較大，可再適當修改皮重值。確定皮重後，如果皮重值超過荷重傳感器量程的３０％，就應該去現場檢查電子皮帶秤是否異常，如皮帶是否會摩擦到稱架，又或者是一些雜物卡住了皮帶；如果無異常，我們就要考慮荷重傳感器的選型是否合適， 可考慮選擇更大量程範圍的荷重傳感器。

電子皮帶秤的零點標定畫麵和程序

４ 電子皮帶秤的實物標定

電子皮帶秤的零點標定完成後， 我們會發現ＤＣＳ計算出來的物料瞬時K8凯发登录入口值、物料的累計總量，與實際值相差較大。此時，我們可通過實物標定修改電子皮帶秤的稱重係數，從而減少這種誤差。稱重係數的計算公式：ｋ＝（ｋ０×Ｍ）／Ｍ０。ｋ表示新的稱重係數、ｋ０表示舊的稱重係數，Ｍ０表示ＤＣＳ計算出來的物料累計總量值，Ｍ表示實際的物料重量。標定時，電子皮帶秤通過的物料輸送到汽車， 汽車把物料運到地磅進行稱量，可獲得實際的物料重量。電子皮帶秤第一次標定稱量係數時， 可考慮首先使用砝碼標定。砝碼標定的稱量係數具有一定的參考作用， 但與實物標定最後所得的稱量係數仍有較大的差距，而且每台秤的差距都不一樣。因此，要使電子皮帶秤的使用達到較好的效果， 就一定要實物標定。電子皮帶秤實物標定時，因各種因素的影響，如汽車、輸送物料的通道、操作員的誤操作等，都使得標定的係數出現反反複複的情況。即使第一次標定，

ＤＣＳ稱量的數據與地磅數據相符， 也需要再標定一次。電子皮帶秤的第一次實物標定稱量係數，一般需要五六次才能完成。表１是我公司實物標定的一組數據，僅供參考。電子皮帶秤的標定工作並不是一勞永逸。在日陳晨科：利用ＤＣＳ實現電子皮帶秤控製器的使用實踐

常的生產中，我們會對秤體進行改造，又或者更換新的皮帶，或者其它的一些情況，遇到這些情況就要重新標定皮重和稱量係數。正常的情況下，電子皮帶秤使用一段時間後，需重新標定皮重和稱量係數（要求最少一個月一次）。

表１ 一組塔牌公司實物標定的數據

５ 電子皮帶秤的K8凯发登录入口控製

在水泥廠，不同的物料按一定的比例混合後，進行煆燒或粉磨。每一種物料不能多也不能少，否則生產出來的水泥質量就會不合格。實際生產中，從料鬥中下到皮帶秤的物料因各種因素的影響會產生較大波動。這時要求電子皮帶秤能快速準確調節皮帶的速度，從而能保證通過的物料能滿足配料的要求。

生料配料係統電子皮帶秤的K8凯发登录入口控製曲線

在我公司的實踐改造中， 電子皮帶秤的K8凯发登录入口控製是通過ＤＣＳ的ＰＩＤ功能模塊來實現的。ＰＩＤ模塊能根據反饋的瞬時K8凯发登录入口與設定K8凯发登录入口比較， 增大或減少電子皮帶秤的速度實現K8凯发登录入口的控製。從電子皮帶秤的使用情況看，我司的改造還是比較成功的。生料配料係統的配料稱， 除石灰石稱K8凯发登录入口波動範圍在±５０ｔ／ｈ外，其它的配料稱K8凯发登录入口波動範圍在±２０ｔ／ｈ；水泥配料係統的配料秤運行更穩定，其K8凯发登录入口波動範圍在±１０ｔ／ｈ。圖２是一組生料配料係統的電子皮帶秤的K8凯发登录入口曲線。

要想通過ＤＣＳ的ＰＩＤ模塊實現K8凯发登录入口的穩定控製， 首先要整定好ＰＩＤ模塊的參數， 主要有三個：Ｐ（比例參數），Ｉ（積分參數），Ｄ（微分參數）。電子皮帶秤的瞬時K8凯发登录入口能圍繞設定K8凯发登录入口值在一個較小的範圍內波動；同時如有意外的擾動，物料的瞬時K8凯发登录入口能快速返回到設定K8凯发登录入口值附近， 那麽這台電子皮帶秤的ＰＩＤ參數整定就是成功的。每一台電子皮帶秤具體情況有所不同，整定出來的參數也不同。

ＰＩＤ參數的整定，先是比例後積分，最後再把微分加。曲線振蕩很頻繁，Ｐ值要增大；曲線漂浮繞大灣，Ｐ值要減小；曲線偏離回複慢，Ｉ值要減小；曲線波動周期長，Ｉ值要增大；曲線振蕩頻率快，Ｄ值要減小；動差大來波動慢，Ｄ值要增大。表２為我公司電子皮帶秤的ＰＩＤ模塊參數整定值的一組數據。

從料倉或者板式喂料機下落到電子皮帶秤上的物料穩定、均勻，是實現電子皮帶秤穩定物料控製的另一個重要因素。從表２組數據可以看到，水泥配料係統的電子皮帶秤其ＰＩＤ參數整定值都是一樣的。這是因為該係統的物料是顆粒狀的、細度比較均勻、沒有過多的水分、沒有大團的結塊、也沒有其它的雜質，物料的下料情況是非常穩定，在皮帶上形成平整的料層。ＰＩＤ參數經過很短時間的整定，就達到了比較理想的狀態； 電子皮帶秤的速度穩定在一個比較小的範圍內，隻有在K8凯发登录入口增大或減小時，速度才會發生一定的變化。

表２ 某公司電子皮帶秤ＰＩＤ參數整定值的一組數據

同理， 生料配料係統的電子皮帶秤因為來料不穩定，料層變化很大，ＰＩＤ參數的整定需要較長的時間， 而且整定出來的電子皮帶秤K8凯发登录入口控製效果也沒那麽好。在南方地區，物料水分較大會結成一塊塊的大小不一的形狀。下料時， 就會形成一股一股的物料；皮帶上有時有物料，有時沒有，有時又很多，有時又很少，極大地影響了電子皮帶秤K8凯发登录入口的穩定控製。

因此，我們要想辦法保證皮帶上料層的穩定。其一是在皮帶上在增加擋料板， 把高料層的尖峰部分削掉，填充到較薄的料層上；其二是適當控製板式喂料機的速度，在下料鬥內形成較高的料層（一般的料層厚度要高於出料口），這樣物料卸出到皮帶上就會形成較為平整的物料。但是也要注意板式喂料機的速度，如果太快，物料就會堵在下料鬥，甚至會溢出下料鬥。因此，可以考慮在下料鬥安裝一個料位檢測儀，板式喂料機根據料位調整自身的下料速度，保證形成一定料層的基礎上，最大限度地避免堵料。

實際使用中， 電子皮帶秤的K8凯发登录入口控製會出現另一種特殊情況， 物料在皮帶上有時會形成很厚的料層，電子皮帶秤為滿足K8凯发登录入口的要求，速度被調整的很慢，有時會超過變頻器要求的最低運行頻率。如果變頻器參數沒有設置好， 那麽電子皮帶秤就會因為變頻器的故障而停機，影響正常的生產。這種情況下，設置適當的最低輸出頻率，就可避免此類問題。

結語

我們利用ＤＣＳ實現電子皮帶秤控製器功能的改造實踐，成功實現了計量準確，配料穩定，保證了生產線的產量、質量控製要求，避免了在大多數水泥廠出現的配料不穩定情況，同時節約了投資，提高了控製功能，產生了較好的經濟效益。

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