西门子BW500电子皮带秤测量准确性提高探索

张 兵

(云南华联锌铟股份有限公司)

云南华联锌铟股份有限公司是集采矿、选矿于一体的大型矿业企业，公司使用了9台西门子BW500电子皮带秤对给矿量进行计量。皮带秤数据是生产指标分析的重要参数，因此，公司采用定期查看零点、不定期校准零点与量程、不定期实物验证、不定期校准支架水平度等多种手段对皮带秤的稳定性、准确性进行跟踪，并进行了相应的维护工作。通过长期的实践与经验积累得出电子皮带秤测量的准确性主要体现在安装方式、速度检测、合理的参数选择、电气干扰等方面，并通过对上述几个要素的探索与研究在一定程度上提高了电子皮带秤的准确度。

1 电子皮带秤安装方式

1.1 合理选择安装地点

(1)电子皮带秤安装地点需避免雨淋，应建有防风、防雨设施。风力过大会使皮带受力不稳，引起设备振动，皮带重心变化频繁，影响皮带与称重点接触面积而发生变化，需对皮带秤频繁校准才能减少此类干扰，增加了皮带秤的维护工作量；雨水不仅会使物料重量增加，而且易引起皮带打滑、受力不稳等，严重影响皮带秤称量结果；日晒升温使皮带热胀冷缩从而导致皮带拉紧张力发生变化，皮带秤称重点应力发生变化，如不对皮带秤重新校准将会影响称重结果。

(2)应避开输送机装料点与卸料点。对皮带装料时物料落下会产生较大冲击力，较大的振动会引起皮带秤瞬时量波动过大，同时对称重支架也有一定的伤害，因此称重托辊应装在距离装、卸料点6 m以外的位置；卸料时皮带受力变化较大，皮带秤安装距离卸料点太近，会引起皮带秤测量的不稳定；另外，皮带秤安装距尾部挡料板不得小于5个托辊的间距，这是为了减少皮带接触挡料板产生摩擦影响测量结果。整个称重域内托辊和输送机的支架应有足够的强度和刚度以保证称重系统的稳定性[1]。

(3)应安装在皮带较为水平的位置。带有曲线区域的皮带架由于皮带自身有张力及弹力，受拉力的影响，在空载时皮带弹起，支撑架其中一侧的受力较小，皮带秤校准时不能进行配平，零点校准会有偏差；载荷时，由于拉力的不可控性，皮带作用于皮带秤支架的重力是不可预测的，皮带秤的测量会有一定的误差；曲线区域的皮带架由于皮带张力影响，空载与重载时皮带对支撑架承重情况影响较大，皮带秤的准确性不能得到保证；电子皮带秤应避免在坡度较大地段安装，坡度过大易引起物料的不规则滑动，从而引起测量的不稳定性。为了保证电子皮带秤测量的稳定性与准确性，秤架的位置应选择在皮带较为水平的位置。

(4)应加装皮带跑偏纠正装置。在实际生产中，引起皮带跑偏的因素较多，皮带跑偏会引起零点偏移，影响电子皮带秤的测量结果，及时对皮带跑偏进行纠正能够有效减少零点漂移对测量数据的影响。

1.2 秤体结构的安装

1.2.1 秤架的安装

皮带秤在安装时任何步骤要求不得与主皮带发生任何关系。在安装时皮带秤应采用独立的安装支架或平台，安装支架或平台必须稳固及水平，皮带秤安装时必须保证秤架的纵向中心线与皮带机输送架的中心线相重合，秤架上固定称重托辊架的上平面要保证与区域托辊和运行托辊的底面处在同一平面内，误差要保证在1 mm以内。

1.2.2 托辊安装

固定在秤架上的托辊为称重托辊。称重托辊的径向跳动、承重高度和槽行角的公差应在国家标准允许的范围内，托辊的槽行角应在35°以下，槽型角偏大，会引起托辊的不同心度，从而使皮带的柔性变差。称重域内托辊应比两边其他托辊高出3 mm左右，且纵向中心线应与输送机架中心线重合，而且与输送机纵向平行。称重托辊两边各3组的区域托辊对称重传感器有一定影响，区域托辊的安装办法与技术要求须与称重托辊相一致，称重托辊与区域托辊的间距要均等，定期用钢卷尺对其间距进行确认，必要时对皮带秤进行校准。

2 皮带秤速度传感器

电子皮带秤测量的是矿物质量流量，因此速度是影响皮带秤的一个重要因素，速度的准确性很大程度上决定了皮带秤的准确性。速度传感器数据准确性主要取决于传感器的安装方式、积分仪参数选择、其他干扰等。

2.1 速度传感器安装

传感器的不正确安装会引起速度不稳定或速度不准确。皮带的运动会引起支架的振动，传感器保护外壳安装于皮带支架上，需用专用弹簧对传感器进行固定从而减少机械振动对速度检测的影响。同时，测速滚筒与测速传感器连接部分为刚性连接(螺丝锁紧)，测速滚动振动时易对测速传感器造成损伤，于滚筒锁紧螺丝与测速传感器传动轴之间增加胶垫形成柔性连接可以减少该方面的影响。

2.2 参数设定选择

电子皮带秤选用的速度传感器为7MH71772AA100，每转脉冲数为256，该参数于积分仪的P692参数组输入；测速滚筒直径尽可能用千分尺进行测量，使直径数据更加精确，并于积分仪的P691参数组输入；当显示速度与测量速度不一致时，可通过速度补偿获得最优的精度：空转运行皮带速度=皮带程度/周运行时间，并于积分仪参数组P018 Speed Adjust输入实际速度进行补偿；皮带速度固定不变的情况下，将积分仪17/18端子短接，积分仪参数组P018 Speed Adjust输入皮带实际速度可以消除测速传感器不准确因素对电子皮带秤精度的影响。

2.3 其他干扰

测速滚筒直径是速度检测的一个重要参数，皮带运行过程中测速滚筒黏附料物之后测速滚筒直径发生变化，同时，测速滚筒长期运转过程中会发生必要的磨损亦会导致滚筒直径发生变化。因此，每天对测速滚筒表面黏附物情况进行观察，定期清除称重框架上的积尘、物块等脏物[2]，每3个月对测速滚筒直径参数进行修正，每年更换1次测速滚筒能够提高测速传感器数据的准确性，从而提高电子皮带秤的准确度。

3 合理的参数选择

不同物料、不同控制要求对数据采集的响应速率会有不同的要求。通过P080-1、P080-2、P080-3设定显示变化的响应速度(流量、载荷、速度)及输出，合理的参数设置能够使显示变化及输出达到预定的效果。

4 尽量减少电气干扰

电子皮带秤电源部分应尽量避开动力线，有条件的可在积分仪电源侧增加电源稳压装置；电气接线盒安装于输送机一侧，应密封良好，做好防水、防尘、防腐蚀措施，防止清扫输送机架时，电路板被水浸泡或粉尘进入接线盒内；积分仪和现场的距离较远时，称重信号线和动力电缆线应分开敷设，且将屏蔽端接好。

5 其他相关措施

5.1 零点及量程校准

为了保证称重系统的精度，需要对零点与量程进行周期性调校。皮带秤使用初期可频繁校准核对，记录好偏差等重要数据，并定期进行数据分析，熟悉皮带秤及仪表的性能后，可以减少检查次数。每次校准完成所显示的偏差是相对先前的零点或量程，随着连续的零点和量程的调校，差值被连续记录，偏差值小于0.05个百分点(可根据工艺要求适当调整)时，校准通过，偏差值大于0.05个百分点时，需要重新调校。当多次调校不能达到工艺要求时，需对设备机械结构重心、水平度检查与校准，然后进行常规零点与量程校准。在确定机械结构无问题的情况下，需根据操作手册进行初始化零点与初始化量程操作。

5.2 线性化

由于受现场环境及皮带张紧度的变化等原因影响，皮带秤的传感器往往会出现非线性的情况。BW500提供一个线性化功能(P390-P392)来修改称重系统中的缺陷并提供一个实际过程的精确报告。首先需排除机械原因而导致的非线性化，即空载运行皮带后停止，抬起皮带并悬挂不同的砝码来校验机械的线性化程度。如果BW500 检测出载荷为线性化，则说明存在机械安装问题，参考皮带秤手册找出原因并解决非线性化问题。如果确认非线性化是由称重传感器引起的，而不是由皮带称机械安装引起的，执行线性化程序，即先零点调校，然后把量程调校为设计流量90%～100%，再实物测试在设计流量0～100%的范围内，确定1～5个需要进行补偿的点，对其进行实物检测，计算每个流量检测点的补偿百分数，其中补偿百分数=(真实值-显示值)/总计质量×100%，载荷与原料对比见表1，电子皮带秤线性化图见图1。

表1 载荷与原料对比

图1 电子皮带秤实物测量线性化

由表1可知，在积分仪将P390设为1，P391-1至P391-5填入5个载荷值，P392-1至392-5填入5个补偿值即可完成皮带秤的线性化。一般情况下只需要对一个点进行补偿，通常是一个较低的载荷。

5.3 开机状态零点观察

在皮带运行且未带料的情况下对电子皮带秤数据进行记录与观察能够及时发现皮带秤的零点漂移，及时做出相应的处理措施，从而提高皮带秤的稳定性与准确性。

6 结 语

通过对电子皮带秤安装方式优化、提高测速传感器准确性、积分仪参数合理选择、采取电气抗干扰措施等手段的实施，能够一定程度上提高电子皮带秤的稳定性与准确性。非机械安装原因引起的皮带秤非线性可通过实物校准进行线性化处理提高皮带秤准确性。对于在皮带曲面区域进行皮带秤安装，由于受力的不可预测性，尚无可靠的办法实施。