重量變送器通常用於混凝土攪拌及瀝青混合料設備、冶金高爐，轉爐以及化工、飼料的重量控製和自動化控製係統。本文將介紹重量變送器的工作原理和性能特點。目前國內中小型高爐使用的稱重係統,大多由稱重傳感器、重量變送器、數顯調節儀、傳感器、激勵電源等幾部分組成,係統組成複雜,連線多,安裝維護不方便。而做為稱重係統關鍵的變送器(以下稱原變送器),大多是普通的毫伏信號放大器,存在的主要問題有:

(1)無法解決零點變化引起的稱量誤差,

(2)無法解決傳感器線性不好引起的稱量誤差,

(3)無法解決餘振量引起的上料誤差,

(4)校秤複雜,

(5)安裝維護困難。針對上述存在的問題,利用89C51單片機,結合數字變送、顯示、調節及傳感器並聯等技術,再充分考慮煉鐵工藝的要求,開發了一種適用於高爐稱量係統的智能重量變送調節器(以下稱新型變送器),現簡介如下。

智能重量變送調節器原理：

     新型變送器以89C51為係統核心,不揮發RAM存放掉電後需保護的各種參數, 稱重係統的傳感器(一般為3～4個)通過接線盒並聯,橋壓接至儀表的橋壓輸出端,輸出接至儀表的輸入端。根據提供給傳感器橋壓值和傳感器靈敏度的不同,傳感器輸出信號(也就是變送器的輸入)也不同,一般不超過30mV。該信號經濾波放大,再經V?F轉換送入89C51處理。處理後通過8255接口電路經D?A轉換輸出模擬量信號,同時送顯示。經功能軟件運算處理後,決定是否發出料滿信號,通過鍵盤設定參數或進行各種功能操作,微處理器監控電路監控故障狀態。

重量變送器的性能和特點

自動校秤

     稱重儀表需要定期校正。原變送器的校正是一件非常繁重、複雜的工作。例如個2t的秤,調完零點後,需要壓上2t砝碼調量程,量程調完後,零點又變了,卸下2t砝碼再調零點,零點調了,量程又變了,又要壓上2t砝碼再調量程,如此反複多次,是一件很繁重的體力勞動,且需很長時間,特別是在生產時,校秤很難實現。新型變送器具有智能性,通過軟件編程,具有了自動校秤功能,隻需加載一次砝碼(勿需加到滿量程),即可完成校秤工作,大大減輕了校秤的勞動強度。

安裝維護方便,性能可靠

     如前所述,原稱量係統組成複雜,連線多,安裝維護十分不便。新型變送器將變送、顯示、調節及傳感器激勵電源集於一體,免去了儀表間相互連線等複雜工作,安裝維護方便,從新重量變送器引四根線(兩根信號線,兩根橋壓線)至傳感器接線盒,即可實現一個稱量係統(傳感器並聯)。新型變送器和原變送器相比,硬件上增加了微處理器監控電路,料滿輸出電路采用了光電隔離技術,軟件上采取了抗幹擾措施,從而大大提高了儀表的可靠性。另外,新型變送器具有標準的模擬量輸出信號(0～5V,1～5V,0～10mA,4～200mA任選)、料滿繼電器輸出信號,這使它與計算機、電氣等組成自動給料控製係統成為可能。

稱量精度高

     高爐稱量用的料鬥,因天氣、料的質量等眾多原因,放完料後,料鬥內有時殘存一些料,皮重是變化的,如果不及時在每次放完料後進行調零去皮,不可避免地會產生稱量誤差。例如:如果是下雨天,料鬥壁上會逐漸沾上一些粉塵,而天晴幹燥後,又會慢慢掉下,皮重變化較大,直接影響稱量的準確性。為解決此問題,新型變送器設計了自動調零功能,每次放完料後,延時一會兒,自動調零去皮,從而保證了稱量的準確性。從理論上講, 荷重傳感器的輸出應是線性的,但實際上當遇到傳感器線性較差時,如果不對其校正,自然會產生稱量誤差,為此新型變送器中增加了非線性校正功能,很好地克服了由傳感器非線性引起的誤差。通過增設以上兩種功能(自動調零、非線性校正),稱量精度大大提高,可達到誤差小於012%FS。處理快，上料準，原重量變送器不具有餘振量跟蹤功能。例如:某稱量料鬥要求的料滿值為1000kg,由於給料的振動篩停電以後,還要振動一段時間,也就是說還要有一些料振下來,所以設定料滿值時不能設1000kg,這就需要操作工仔細觀察,如果餘振量為100kg,設定料滿值就應為900kg。但是,餘振量是變化的,隨著大料倉存料的變化,料的粒度的變化,以及天氣、氣候等原因,餘振量都會變化,操作工需經常來調整。若操作工責任心強,觀察仔細,調整及時,則上料誤差會少些。但大多數人設定完後,很少觀察調整,造成較大的累計誤差,直接影響爐況的穩定和生產。對於高爐來說,最終要求的是上料準確,稱量準確隻是基礎。在保證了稱量準確後,要保證上料準確必須解決餘振量問題。為此,新型變送器在設計時增加了餘振量自動跟蹤功能,隻要按要求設定完上料的料滿值後,勿需考慮餘振量,新型變送器將會自動提前停振,靠餘振達到要求的料滿值,從而保證了上料的準確性。另外,上料的準確與否還與處理速度有很大關係,為保證控製給料振篩的料滿信號及時發出,將處理速度提高到5次/s。

     實踐證明,自動調零、非線性校正等功能,充分保證了稱重儀表的準確性;自動跟蹤餘振量功能,保證了料滿信號的準確、及時發出,從而保證了上料的準確性;自動校秤功能大大減輕了校秤這一繁重的體力勞動的強度。

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