配料皮带秤控制准确度的分析

2022-09-11

1 皮带秤的工作原理

皮带秤与人们熟悉的非自动秤比较, 前者是物料在输送过程中, 断续地进行称重。所以连续、自动称重是皮带秤的主要特点。

为了测得运动皮带上单位长度的瞬时流量, 某一段距离L的物料重量, 或一段时间和一段距离的累积重量。这些量在理论上的计算, 用积分法和累加法两种数学模式来推算。

1.1 积分法

输送机输送物料时, 主控机连续测量皮带上每单位长度的载荷值q (kg/m) 并与皮带在同一时刻的速度v (m/S) 相乘, 测得结果为物料的瞬时流量Q (kg/S) 。

因物料输送的不均匀性和皮带速度随肘间变化, 所以在T时间间隔的累计流量可以用以下积分式表示

式中:W—T时间间隔的物料累计量kg或t

T—物料通过秤的时间s或h

q (t) —皮带单位长度上的物料重量kg/m

v (t) —物料在皮带上的运行速度m/s

1.2 累加法

输送机输送物料时, 我们约定每当皮带运行一段距离矿时, 累加器作一次被称物料重量的累加。在一段时间内, 皮带运行了n倍L的距离, 累加器则有n次被称物料重量的累加W。即:

本设计采用积分法, 因其采样速度快, 较适合于料层变化多的鼓风炉现场环境。

2 配料皮带秤的控制准确度

配料皮带秤一般具有计量和配料两种功能, 对于配料皮带秤的计量特性和普通计量皮带秤的特性要求完全一样, 检定方法也相同, 即配料皮带秤的计量特性也必须符合国家标准和检定规程所规定的各项技术要求和技术指标。不同于计量皮带秤之处是增加了控制准确度的要求。目前, 国内外尚未对配料皮带秤控制准确度制定检定规程, 仅有一些生产厂家提出以单位时间配料皮带秤输送物料量的变化来衡量配料皮带秤的控制准确度。

配料皮带秤使用的目的是恒定物料的流量, 即希望在单位时间内物料重量变化越小越好。通常可以认为控制准确度为单位时间内物料累计变化值比单位时间内的物料次数采样累计值的平均值。如下式所示,

式中:

Di—第i次单位时间内物料的累计值, 单位时间一般取2~3min;

Dmi n—检测中偏差最大或最小的累计值。

具体检定配料皮带秤控制准确度的步骤如下:

(1) 首先按照计量皮带秤检测规程中的检定项目对配料皮带秤进行计量性能的检定。

(2) 将配料皮带秤第一组3min累计指示值记录下来, 在2min后记录第二组累计指示值, 两个累计指示值之差便为Di值。

(3) 重复该步骤五次, 按式 (3) 进行运算, 其中绝对值最大的一个值即为控制准确度。

3 控制准确度的影响量

对配料皮带秤控制准确度的影响, 除配料皮带秤自身的计量性能外, 配料回路中还有多个因素会对配料皮带秤的控制准确度造成影响。

3.1 物料物理特性

物料的流动性的好坏是影响配料系统的因素之一。当物料的粒度、湿度、温度、灰份发生变化时, 给料设备往住不能正常地供料, 严重时配料系统无法工作。如在我国南方、雨水较多, 若对物料无保护措施, 物料水份含量受天气的影响有时粘成球团, 在这种情况下, 配料准确度是无法保证的, 而在我国北方, 冬天气温很低, 若对物料无保护措施, 物料可能结在一起, 也同样不能保证配料系统的控制准确度。所以, 要达到配料皮带秤控制准确度指标, 要求物料不能结块、结球, 物料的粒度大小尽可能一致, 物料的水份不易太大, 应使物料的流动性好。

3.2 机械震动

配料皮带秤检测出的物料瞬时流量, 是要参与控制量输出运算的, 是通过瞬时物料流量求出控制量。如果瞬时物料流量不稳定, 将直接影响系统的控制准确度。机械震动的大小, 直接反映到瞬时物料流量上, 对控制回路产生干扰。所以, 安装配料皮带秤时, 应尽可能地注意不要将机械震动引入到配料皮带秤上, 例如, 通常配料皮带秤下方有一运料输送带。在安装时切不可将配料皮带秤, 安装在运料输送皮带机机架上, 否则将送料输送皮带机的震动, 引入到配料皮带秤的称重系统中去了。

3.3 给料设备安装精度

给料设备加工和安装精度对控制准确度也会发生影响。例如在采用圆盘给料机作为给料设备时, 假若圆盘的水平精度不高, 在结料圆盘旋转一周的时间内将会产生给料量的大小变化。要点是周期性大小变化的干扰信号, 引入到配料控制回路, 对系统的控制准确度产生影响。所以在加工和安装给料设备时, 应注意机械尺寸的控制, 尽可能使物料输送量平稳。

3.4 料仓结构形状

料仓形状也对配料系统的控制准确度产生影响。国外许多生产配料皮带秤的厂家, 对此投入了许多精力进行研究。主要研究料仓形状, 结构对下料均匀性的影响。实践证明, 料仓的形状以及料仓内壁的材料选用, 都对物料均匀流线形下落有影响。严重时会使物料挤压在料仓中, 产生所谓悬料现象, 物料时下时不下。这些都对配料系统产生严重影响, 干扰配料系统正常工作。所以应根据现场物料的物理特性, 设计料仓形状, 尽可能保证物料均匀流线形下落。

除此之外, 还有皮带秤本身的计量准确度与抗电磁干扰能力等因素也同样会对控制准确度造成影响。因此, 我们在配料皮带秤的使用过程中, 既要重视上述因素的影响, 也不要忽视其他方面因素的影响。

摘要：配料皮带秤除具有计量功能外, 更重要的是配料功能, 而配料的准确与否是由控制准确度来体现的。本文在分析皮带秤的基本原理及配料特点的基础上, 论述了影响配料皮带秤控制准确度的几大主要因素:物料物理特性、机械震动、给料设备安装精度、料仓结构形状等问题。

关键词：皮带秤,配料,控制准确度