我厂在2006 年初安装的TDG- JK 型计算机集控电子皮带秤系统, 主要针对一炉两用 而设计的, 这套系统是安徽滁州七星电子公司开发研制并安装调试的, 它以IPC 总线工控机为核心, 控程序由C 语言编制, 采用高精度的A/ D 转换和D/ A 转换模板实现数据的采集、变频调速控制, 实现稳定精确配料。
1工作原理
在掺烧剂配制系统中, 5 台皮带秤安装在5 种不同物料的料仓下, 物料通过下料口到达皮带秤的秤体, 电机带动皮带匀速转动, 当物料通过荷重传感器位置时, 传感器产生的信号经转换处理后送至计算机中, 同时测速传感器将电机的转速信号经转换后也送至计算机中, 计算机中的控制软件将重量和速度信号运算成物料的瞬时流量, 与给定流量进行比较, 计算出偏差值后进行PID 调节, 最后通过D/ A( 数/ 模) 转换板输出控制信号给变频器以改变电机的转速, 从而改变了物料的流量, 使各自物料的瞬时流量与给定流量一致, 最终配制出合格的掺烧剂。
2实际运行状况
TDG- JK 电子皮带秤系统在我厂有两种运行状况: 一种是在原有水泥厂的基础上进行五种矿物质的配制, 形成为掺烧剂; 另一种为在燃料上煤粉的过程中把煤粉与配制好的掺烧剂进行配制, 最后输送到磨煤机中磨制成粉再送到炉内燃烧, 燃烧后剩余残渣作为生产水泥用的熟料。所以我厂共计用了两套TDG- JK 电子皮带秤系统。
由于各种因素的影响, 这两套系统在我厂实际运行的半年中常出现各种故障, 导致配料中断、配制出的掺烧剂不精确、煤粉与掺烧剂的配比不精确, 使烧出灰渣不能用作熟料使用, 从而给我厂造成大量人力、物力上的浪费, 所以解决这些问题是很必要的。
3常见的故障
1) 掺烧剂配制系统中常见的故障
(1) 在实际配料中配制出的掺烧剂与给定的配比有很大的误差, 将影响到烧出的残渣成为不合格的熟料。
(2) 在配料过程中累积重量无规则地出现跳数现象, 如从100 kg 瞬间跳至130 kg, 大大超出了正常的累积数值。
(3) 在配料过程中突然出现上下限报警, 在持续3 min 后, 自动配料系统中断, 全部变频器停止运行。
(4) 运行中一台变频器无故停止运行, 对应这台皮带秤也就停止进料, 持续3 min 后, 整个系统自动停止运行。
(5) 无法进入监控系统, 开机进出的画面提示垂直频率超范围( 74Hz) , 系统在20 s 后进入节电状态。
(6) 运行中突然全部皮带秤达到全速, 并且监控画面上的重量信号都归为零。
2) 煤粉与掺烧剂的配制系统中常出现的故障
(1) 运行中石灰石与掺烧剂两台皮带秤经常出现上下限报警信号, 下料时有时很不均匀, 对整个系统干扰很大。
(2) 自动配料时某台变频出现异常, 并显示错误提示符, 如Err2 等信息, 且变频器不工作。
(3) 配制完一个班的产量后, 算出的煤粉与石灰石、掺烧剂之间的配比与实际给定的配比之间有很大的误差。这些故障中有些是在调试中就出现过, 但厂家安装调试人员也未曾解决, 以至给以后配料过程中留下了隐患。上述故障至今也没有解决, 针对上述出现的一些常见故障, 下面列出分析其原因及解决的方法。
4故障分析及改进建议
安装皮带秤计算机控制系统的目地就是为了能够快速准确地把几种物料按照给定的比例配制出合格的掺烧剂, 但这套TDG- JK 系统在我厂实际应用中常常达不到这个目的, 这样不仅没有带来效益, 反而造成很大的浪费。
1) 针对这两套皮带秤系统不能很稳定的配制出精确的物料, 经长时间的观察发现由以下因素造成的:
(1) 荷重传感器测出的重量信号经转换后显示的重量, 与皮带上的实际物料重量不相等, 而物料的重量累积是根据皮带秤的转速信号与荷重信号在编制好的程序中计算得出的, 如果荷重信号不正确, 就会导致配出物料的比例与给定的相差很大, 根据下列公式不难看出问题:
W= F . V . T
式中: W- 经计算机控制软件计算出的物料重量; F- 位于荷重传感器称重范围内物料的实际重量; V- 皮带的转速( m/ s) ;
T - 单位时间。

如果传感器测出的荷重信号不正确, 就会导致软件计算出错误的结果。

解决这一问题, 首先要察看秤体的传感器安装的位置是否符合规定, 传感器与皮带的间隙是否适当, 最后把标定秤的标准砝码( 25. 5 kg) 放在秤体上标定的支架上, 然后观察计算机上显示的重量数值是否在21 kg~ 25. 5 kg 之间, 如果不是就要重新标定这台皮带秤。
(2) 厂家出具的皮带秤使用规程中规定传感器的工作环境温度为- 10 # ~ + 40 # , 而我厂地处北方, 冬夏的温差很大, 皮带秤部分安装在室外, 温度一般- 10 # ~ - 40 # 左右, 超出正常工作温度, 所以出现不正确重量信号。为了解决温度过低造成的误差, 最好在5 台皮带秤的外围盖上厂房。
3) 重量传感器与皮带间的磨擦忽大忽小使测重信号不准确, 在夏季温度较高时皮带会变长变松驰, 这样皮带与传感器之间的接触就会变松, 使在计算机上算出的重量与实际重量要小, 在冬季里温度很低, 皮带会缩短, 使皮带与传感器之间压力增大, 从而使计算机上显示的重量比实际要大, 为了解决由于温差造成的皮带过紧过松而引起的误差, 应在夏季和冬季各对皮带秤调整一次, 把皮带调整到适当的松紧, 调整完后要对皮带秤重新标定才能投入使用。
(4) 下料不均匀也会引起最后计量不准确, 物料从料仓里经过旋转闸门和料口下到皮带秤的秤体上, 有的物料是块状的, 而料口不是很大, 常常会堵塞而引起一段时间内断料, 这时计算机会因物料的重量变少, 经PID 调节, 变频器的输出增大而使皮带转速加快, 但是皮带上没有物料, 而其它的物料还在继续配制, 所以会使配完的掺烧剂达不到规定的配比。
解决这一问题的关键是: 运行人员要经常巡视检查现场的皮带秤, 检查每一台秤的下料情况, 发现有堵塞时及时处理, 只要在短时间内疏通就不对配比的准确造成很大的影响。
2)在配料过程中, 某一种物料的累积重量突然无规则地出现跳数现象, 出现这种问题大致有两方面的因素影响:
其一是各种强信号的干扰: 在控制机柜内有荷重信号的放大板和测速放大板, 它们是把传感器送来的电压与脉冲信号转换成0~ 5VDC, 再送入工控机内A/ D( 模拟量转数字量) 电路板, 在这个过程中如果有强电压或磁场的干扰, 就会使转换电路板采集到错误的信号, 经过控制软件的计算, 就会产生一个比平常大的重量值累加到累积重量中, 这就会产生瞬间的跳数。解决这个问题方法是: 在控制机柜内安装一根屏蔽电缆连接到室外接地极上, 接地金属棒要求埋入地下深度至少在1. 6 m~ 2. 0 m, 这样就会尽可能的把机柜内的干扰信号消除掉。
其二是厂家在设计软件时, 没有完全了解我厂的实际运行状况, 在编制软件时, 内部逻辑运算关系有漏洞, 在运行中内部运算突发错误, 而导致计算出一个不正确的数加入到累积值中。因此应该联系厂家的软件开发人员, 说明这种情况, 重新编查软件。
3) 在配料过程中突然出现上下限报警, 在持续3 min 后, 自动系统中断配料, 全部变频器停止工作。出现这个问题主要是运行人员没有很好观察运行情况, 在某种物料断料时, 没有及时疏通, 经过3 min 控制系统会怎么切除, 如果仍继续配料就会使最终的混合料达不到精确的配比, 所以控制软件会在某种物料断料达到3 min 时自动停止全部的皮带秤。所以要求运行人员定时到实地察看每台皮带秤的下料情况, 如有断料发生及时疏通就可以了。
4) 运行中突然一台变频停止运行。有两种因素会导致发生这种故障的发生:
一是皮带秤过负荷引起的变频器过流保护动作而停止运行, 当运行中下料突然增大到超过了皮带秤的量程上限, 就会使电机超负荷运转, 因变频器设有过流保护, 所以会停止运转, 所以运行人员要及时发现下料情况, 调节好下料口的闸阀, 使物料均匀地流到皮带秤上。二是由于运行中人为的去改变频器的设置参数, 而使变频器内部发生错误导致不能正常运行, 因此在运行状态下禁止操作变频器。
5) 无法进入监控系统, 在开机时出现的画面提示: 垂直频率超出正常范围并在20 s 后进入节电状态。这种故障的产生主要是显示器的原因, 因为控制室内空间狭小, 通风不良, 潮湿的空气会使显示器的性能发生改变而无法正常工作, 只要把显示器拿通风干燥的地方干燥一下, 就会正常显示, 要求控制室窗户经常打开进行通风, 保持空气干燥就不会发生这种故障。
6) 运行中突然皮带秤全部达到全速, 并且监视画面上重量信号都归零。
因为重量