第五屆全國稱重技術(shù)研討會論文集

    [摘要] 本文對提高輥道秤計量系統(tǒng)的準確性進行了初步探討，通過采用對計量輥道的改進及要求，稱重傳感器、限位裝置的選擇與配合，開發(fā)角差數(shù)字調(diào)校和自動靜態(tài)稱量等措施，可以達到快捷、自動、準確計量的目的。

    關(guān)鍵詞：計量系統(tǒng) 輥道秤 準確性 初探

    隨著新鋼公司第二輪技改如火如荼，轉(zhuǎn)爐連鑄通過輥道向中板、一線、二線進行了熱送，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的合理化、自動化，成為公司降成本的又一亮點。輥道電子秤（簡稱輥道秤）是這一生產(chǎn)過程中必不可少的一環(huán)。下面就如何提高輥道秤計量準確性談點粗淺的體會和意見，和同行相互交流探討。

一、計量輥道的改進及要求

    1、計量輥道是運送輥道的一個計量環(huán)節(jié)。在兩根縱向主梁上安裝若干輥道，縱梁與橫梁交合處底部安裝傳感器和限位裝置。
    2、計量輥道的振動應(yīng)盡量小，其主梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，有足夠的剛性。在最大負荷下框架撓度小于0.5mm。兩縱、三橫的主梁采用鋼板或型鋼焊接成工鋼梁，具有較高的機械強度和整體鋼度。
    3、計量輥道兩端與計量輥道長度相同的運送輥道和計量輥道一起合為輥道秤區(qū)。
    （1）輥道秤區(qū)的輥道應(yīng)相互平行，其不平行度不大于0.5mm。
    （2）在二分之一左右的最大負荷作用下，輥道秤區(qū)輥道面的素線應(yīng)在同一平面內(nèi)。共同誤差不大于1mm。
    （3）輥道秤區(qū)的輥道應(yīng)規(guī)格相同，統(tǒng)一制造，統(tǒng)一進行校準。
    4、計量輥道上的輥道同心度要好，輥道偏心跳動應(yīng)不大于0.381mm。輥道的速度不同，要求偏心跳的量也略有不同，偏心量小，可以降低運送坯料時產(chǎn)生的振動。
    5、計量輥道的各輥子采用減速機帶連軸器單獨傳動，但各輥子的減速機應(yīng)交錯分布在秤體兩側(cè)。使秤體重心、中心保持一致。增強輥道秤穩(wěn)定性，盡可能減少由于偏載帶來的誤差，與之相配的各種管道也應(yīng)分布秤體的兩側(cè)。與輥道秤相連處應(yīng)采用軟管連接，使秤體相對獨立，以減少誤差。
    6、輥道秤的基礎(chǔ)采用整體縱橫工鋼梁結(jié)構(gòu)�；�?qū)⑵錆补嘤诨炷�土中，（板坯輥道秤多采用之）或�(qū)⑵涔潭ㄔ诘亟锹萁z上（方坯輥道秤多采用之）。另外，安裝稱重傳感器基礎(chǔ)板相互間高度差不大于3mm。

二、稱重傳感器、限位裝置的選擇與配合

    由于連鑄工藝及輥道運送等因素的影響，熱坯料與輥道的接觸面往往不是很平整。尤其在切割料時，坯料兩頭往下的變形較大。熱坯料進入輥道秤時，每接觸一組計量輥道都會產(chǎn)生沖擊，同時還存在坯料與輥道之間的動摩擦、接觸面不平產(chǎn)生的振動等。沖擊、振動成為選擇稱重傳感器及限位裝置必須考慮的問題。
    1、選用橋式稱重傳感器。橋式稱重傳感器是兩端支承、中間受力的橋式結(jié)構(gòu)，傳力組件采用壓頭、鋼球結(jié)構(gòu)，可自動復(fù)位，自動調(diào)心，抗側(cè)向力和抗沖擊性能強。如金鐘生產(chǎn)的BM-LS。
    2、限位裝置的作用是抑制作用于輥道秤上的縱向（橫向）的水平力。它與傳感器的配合使用是保證稱重傳感器檢測的準確度的重要環(huán)節(jié)。配合橋式結(jié)構(gòu)鋼球傳力的傳感器應(yīng)選用兩端帶活動鉸接的緊固桿式限位器。這種限位器的活動鉸接頭與緊固桿是兩體的，桿的兩端帶螺紋固定到鉸接頭上，對桿可作相應(yīng)的調(diào)整。
    3、稱重傳感器的安裝位置，對整個稱重系統(tǒng)能否長期穩(wěn)定工作及傳感器的使用壽命密切相關(guān)，在確定傳感器安裝位置時應(yīng)考慮：（1）安裝在縱橫梁交合處；（2）最大載荷以最高速度進入和離開秤臺瞬間都不會引起秤臺翹頭現(xiàn)象；（3）傳感器橫向跨度的中心線與兩縱梁中心線重合�？v向限位安裝于輥道秤中部縱橫梁交合處的縱梁上，橫向限位安裝于輥道秤兩端的縱橫梁交合處的橫梁上。由于水平（縱橫向）力是雙向的，限位裝置應(yīng)成對使用，方向相反，不產(chǎn)生附加力矩。
    4、輥道秤的稱重傳感器量程選擇。由于輥道秤的沖擊振動載荷對傳感器的影響很大，除應(yīng)考慮秤體重量，最大坯料載荷之外，對沖擊、振動、偏載情況應(yīng)給予充分考慮。

    C_傳= K（Q+W）/N
    式中 C_傳——傳感器量程；
         Q——坯料額定重量；
         W——輥道秤自重；
         N——傳感器個數(shù)；
         K——系數(shù)2-3（方坯秤一般選2；板坯秤一般選2.5-3）

    根據(jù)經(jīng)驗，輥道秤在額定載荷下，應(yīng)使傳感器工作在其量限的30%—40%左右，傳感器具有很大的容量空間。這樣雖然使傳感器的信噪比和信號減小，提高了對稱重顯示控制器的分辨率和抗干擾能力的要求，但卻有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，延長了傳感器的使用壽命。
    5、熱送坯料的輥道秤是否都一定要選用高溫傳感器？要根據(jù)傳感器所處位置的實際環(huán)境溫度確定。不是所有熱送坯料的輥道秤都使用高溫傳感器。有的熱送坯料（≤950℃左右）的輥道秤，使用的傳感器卻是常溫防潮的傳感器，有的只要采取一些常規(guī)的隔熱措施，便可使用常溫傳感器。

三、開發(fā)角差數(shù)字調(diào)校和自動靜態(tài)稱量

    輥道秤由于結(jié)構(gòu)原因產(chǎn)生的角差可以通過計算機角差數(shù)字調(diào)校程序進行補償，，大大降低了誤差。同時角差數(shù)字調(diào)試將角差調(diào)試和滿量程調(diào)試相結(jié)合，既提高了系統(tǒng)稱量的準確度，又簡化了標定工作的難度和吊運砝碼或替代物的工作量。
    自動靜態(tài)稱量是計算機在坯料靜態(tài)時自動采集數(shù)據(jù)，保證稱量準確度為前提，減少了手動稱量漏計量多計量帶來的計量差錯，提高了系統(tǒng)的準確性。
    1、角差數(shù)字調(diào)校采用數(shù)字變送器（如PA8103）。數(shù)字變送器可對接入的每一個稱重傳感器都單獨進行信號放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理。數(shù)字變送器根據(jù)計算機系統(tǒng)的命令組發(fā)送每一個傳感器的數(shù)字輸出信號，計算機接收每一個傳感器的數(shù)字輸出信號，進行標定運算，數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)管理等功能。
    2、角差數(shù)字調(diào)試，選擇壓角或壓段調(diào)整角差的方式。清空秤臺，進行空秤信號的輸入，將砝碼或替代物放在角上或段上，等讀數(shù)穩(wěn)定后，選擇輸入相應(yīng)的角號或段號，在加載量輸入欄中輸入加載重量值（這個重量至少應(yīng)為稱重傳感器容量的20%，該重量越接近稱重傳感器的容量效果越好），完成角差調(diào)試。然后進行滿量程調(diào)試，在秤臺中間加上砝碼或替代物（這個重量越接近輥道秤實際運送坯料的重量越好），在量程加載量輸入欄輸入實際重量值。這樣就完成了標定。
    3、角差數(shù)字調(diào)試由于采用了數(shù)字變送器，實現(xiàn)了模擬傳感器的數(shù)字化改造。通過數(shù)字技術(shù)可根據(jù)指令對模擬傳感器的部分參數(shù)在二次儀表（專用）或計算機中進行更改，還可快捷進行偏載校準。這項技術(shù)在利用模擬傳感器進行數(shù)字化改造方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
    4、自動靜態(tài)稱量是由一組光纖式激光檢測器（如LOS4）和開關(guān)量板卡（配置在計算機內(nèi)）組成。當熱坯料進入計量輥道時，PLC或電控系統(tǒng)采集到信號，使計量輥道上的減速機，減速，停止。稱量準備就緒。光纖式激光檢測器經(jīng)發(fā)射器發(fā)出一束經(jīng)調(diào)制的高強度平行光束，經(jīng)過被檢測物位置后，由接收器接收，經(jīng)濾光及電子解調(diào)，輸出一對電接點，將24V輸入計算機I/O開關(guān)的引腳上，計算機采集信號后，經(jīng)延時接收重量，而后經(jīng)開關(guān)量板卡給出一輸出信號，一對開關(guān)量接點導(dǎo)通，PLC或電控系統(tǒng)使輥道秤區(qū)的減速機起動，坯料送出。
    5、由于現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜，容易受共模電壓等干擾的影響，電源地要可靠，信號電纜要采取屏蔽措施。特別是光纖式激光檢測器的24V電源接地及電接點輸出線的屏蔽不能簡單化。

四、其它

    1、輥道秤兩側(cè)應(yīng)加裝擋板，擋板不應(yīng)固定在秤體上，擋板與秤體為兩部分，互不影響。每個傳感器附近應(yīng)加裝保護墩或休止裝置�？v梁的縱向中心線應(yīng)與運行中心線重合。
    2、秤體系統(tǒng)的自振頻率設(shè)計要遠離于最高振動頻率。傳感器附件及墊塊的高度不應(yīng)高于傳感器自身的高度。秤體的自重要盡可能的重。
    3、水壓油壓在計量時要保持穩(wěn)定，不應(yīng)在秤體上出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象。
    4、在清理秤體下氧化鐵皮時，高溫傳感器、接線盒的位置不可用水沖洗。

    上述是筆者在實踐中的一點思考，不足之處敬請專家批評指正。

參考文獻

• 衡器原理、安裝與調(diào)修（趙福源、陳群賢、王順根等編著 冶金工業(yè)部工人視聽教材編輯部）
• 電子秤技術(shù)（施漢謙、宋文敏編著 中國計量出版社）

<全文完>