一種解決電子皮帶秤皮重跳變的新技術.doc

1、請下載支持！羈羂螃肇膀蒂蚅 一種解決電子皮帶秤皮重跳變的新技術螁芄裊蟻莁膅膈 本文針對計量皮帶秤的皮重跳變對于電子皮帶秤的計量精度的影響，提出一種以分段去皮和基準點檢測為核心的新方法解決由此帶來的計量誤差。螅肈袈蒄蚆羇莂 傳統(tǒng)的電子皮帶秤皮重計算方式普遍采用運行一定周期后計算皮帶每圈通過計量區(qū)域后的平均皮重。該方式獲得的皮重值比較準確，但是對皮帶均勻性的要求較高，不但對皮帶在縱橫兩個方向的尺寸有一定的要求，而且對皮帶厚度的均勻性要求尤高。隨著今年來國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)線的多樣化、特殊化發(fā)展，電子皮帶秤計量皮帶的選用在需求上也越來越多樣化。這些皮帶由于本身固有的特性，無法保證其均勻性，存在很多皮重與平均

2、值差異較大的“跳變點”，當這些跳變點進入計量區(qū)時，極易發(fā)生計量誤差問題。為了解決這一難題，筆者從電子皮帶秤的計量原理入手，經(jīng)過分析研究及實踐的檢驗，采用了分段去皮和基準點檢測的性能調(diào)整技術，有效的解決了這種皮帶均勻性差異帶來的計量袇荿莃袃裊蚈袃稱量區(qū)誤差。計量托輥衿膁莄羈腿螂芅螈蒁襖薆莂肂螆 分段去皮的原理螇薀薁蚆螆從動滾芄襖主動滾薄蒞蠆薈袀肅蚇 如圖 1 所示，當皮帶接頭芅蚆肁螄羃袈莀袆薇聿羃蒃蒆艿 計量區(qū)上有物料流過圖 1計量示意圖螈薁薂蒄螇袁膃莆薀袂羄蕿螀蒃 時，在稱重裝置上的羈蟻蒅蕆芀芁莇 的重量傳感器就受到袃羆芆螁莄薃蕿 正比于負荷重量的力Fg， 經(jīng)放大器信號放大，輸出電壓信號P，再

3、經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換成重量碼 M p，送入 PC 機運算；同時裝于輸送機交流電動機的速度編碼器發(fā)送出代表皮帶速度的脈沖電壓信號，經(jīng)計數(shù)器變?yōu)樗俣让}沖M p（對于某些計請下載支持！量稱沒有安裝速度傳感器，速度值M c 為“參數(shù)設置”中的一個定值） 。M p 和M c 信號經(jīng)流量運算得即時流量：q=KnM pM c （式一）蒆葿羈芃肄莈蒁Kn 為流量系數(shù)，再經(jīng)積分運算得到累計流量W=qdt（式二）羋蒈肂薅芆螈螞 電子皮帶秤計算M p 時是以采樣到的重量信號值減去皮重值，這個皮重值在軟件算法中采用的為平均皮重，即計算出皮帶跑一圈或兩圈時所采樣到的重量值，然后取平均值。罿羀肆荿腿薁蚃CPU 采樣到的重量碼

4、M p 的計算公式：肅薆膈蝕蚄膄膆 M p=K P/(M g-M 0)（ Mp,-M 0）（式三）螃肇膀蒂蚅羅蒀式中 KP 為重量系數(shù)；M g 為標定砝碼折算到計量托輥上的等效重量碼+皮重嗎之和； Mp,為毛重碼； M 0 為皮重碼。裊蟻莁膅膈羈羂 當皮帶的均勻性比較差是， 皮帶厚處的采樣值較大， 減去皮重為平均皮重，而皮帶薄處的采樣值較小，減去平均皮重后很明顯就與皮帶厚處的計量值存在差異了。袈蒄蚆羇莂螁芄 如果將環(huán)形皮帶進行均勻等分，依次劃分為第 1 段至第 n 段，各段的長度很小，可以近似認為很均勻，這些各段處的皮重值全部被 CPU 采集到，并在程序中進行記錄保存。電子皮帶秤進行動態(tài)計量時

5、，按照環(huán)形皮帶的運行速度，程序自動進行時間累加，并尋找到實際經(jīng)過物料時的分段 i ，當?shù)?i 段經(jīng)過計量托輥時，采集到的重量信號值減去該對應分段 i 處的實際皮重值從而得到實際物重，這樣得到的物重會非常接近真實值。這就是分段去皮的思想，即利用傳感器采樣到的重量值減去剛好經(jīng)過計量托輥時的這一小段皮重值，只要這一段皮帶劃分的小段很小，可以認為在這樣一小段上皮帶的厚度相差不大。莃袃裊蚈袃螅肈 如圖 2，假設采用的皮帶長度約為6000 毫米，在滿足 CPU 采樣時間的請下載支持！要求下，我們將皮帶分為150 段，大概每段的長度在40 毫米左右，在此長度范圍內(nèi)，皮帶的均勻性差異很小，可以認為是同樣的厚度

6、，采樣出每一個小段的皮重，過實物時，將CPU 的采樣重量碼值減去該段處的皮重碼值，再計算累計值，如式（ 4）莄羈腿螂芅袇荿 MPPg0i)（,-M0i ）（式四）P=K/(M -MM螇薀薁蚆螆衿膁 基準點檢測肁螄羃袈莀芄襖 由式一、式二可知，電子皮帶秤所計算的流量是一個速度和重量的積分，因此采用上述的分段去皮技術對速度和環(huán)形皮帶長度的準確度要求極高。但是由于存在皮帶運轉(zhuǎn)過程中的皮帶打滑和皮帶受熱后的長度變化，因此運行一段時間后隨著誤差的積累難免出現(xiàn)尋段不準確的問題。實際測試也證明，剛進行去皮操作的電子皮帶秤具有較高的精度，但是隨著時間的推移（0.5-1 小時后），精度會急劇下滑。薂蒄螇袁膃芅蚆

7、 為了解決這一問題，通過多方試驗和探索， 筆者總結出在皮帶內(nèi)植入金屬檢測片作為皮帶周長起始基準點并采用高性能接近開關感應此基點的方法較為適宜。當皮帶運轉(zhuǎn)時，有金屬片處的皮帶經(jīng)過接近開關下方，CPU 采集到一個開關量信號，并對皮帶的起始點進行修正。襖薆莂肂螆螈薁 在實際應用時，為了防止電氣元器件損壞造成無法檢測到皮帶基準點造成的去皮重失敗，我們在程序中設置了原點檢測報警，并在去皮時同時記錄各段皮重，計算平均皮重，如果原點無法檢測到，則在生產(chǎn)時應用平均皮重的方法計算物重，做到了雙重保障，確保生產(chǎn)的順利進行，如圖3、圖 4 所示。蠆薈袀肅蚇螈蒁 應用實踐聿羃蒃蒆艿薄蒞 分段去皮和基準點檢測的方法通過

8、實際測試表明，達到了預期的目標。袂羄蕿螀蒃袆薇 我們選用了一組 PE（聚烯烴）材質(zhì)的皮帶進行實驗，該皮帶質(zhì)地輕、請下載支持！柔軟、易造型、透光性好、無毒，燃燒后所產(chǎn)生的廢物主要為水和二氧化碳，在食品行業(yè)應用廣泛，但其缺點是：耐候性差、保溫性差、不易粘接。首先檢測了該皮帶的厚度差，如表一。蒅蕆芀芁莇莆薀PE 帶檢測結果表表一肂薅芆螈螞肆荿腿薁蚃羋蒈厚度差 /mm羈芃肄莈蒁袃羆厚膈蝕蚄膄膆罿羀芆螁莄薃蕿蒆葿周周長差度 0.15羈蟻序長號膀蒂蚅羅蒀莁膅膈羈羂螃肇 蚆羇莂螁芄裊蚈袃螅肈袈蒄腿螂芅袇荿莃袃 接頭處 1.67-1.69 橫 1.80-1.84 縱1肅薆裊蟻1.81-1.84薁蚆螆衿膁螇袁膃

9、芅蚆接頭處 1.65-1.67 橫 1.80-1.84 縱羃袈莀芄襖螇薀袀肅蚇螈蒁襖薆莄羈 2肁螄 莂肂螆螈薁薂蒄1.79-1.84蒃蒆艿薄蒞蕿螀蒃袆薇聿羃 芀芁莇莆薀莄薃蕿羈蟻蒅蕆肄莈蒁袃羆芆螁 接頭處 1.67-1.69 橫 1.82-1.86 縱3蠆薈袂羄1.81-1.854接頭處 1.65-1.68 橫 1.81-1.86 縱 1.81-1.855接頭處 1.65-1.68 橫 1.81-1.85 縱 1.82-1.86從表一中可以看出，該皮帶在橫向、縱向上的厚度誤差很小，而與街頭處相比卻有 0.16 的差值，實際過碼我們首先使用的是未進行分段去皮的程序，測量精度差強人意，如表二。表二

10、PE 帶首次檢驗數(shù)據(jù)表次序精度 /%次序精度 /%第一次0.16第四次0.16第二次0.17第五次0.25請下載支持！第三次0.23對程序進行修改，采用了分段去皮和基準點檢測后，再次進行過碼檢驗，精度明顯提高，如表三。表三PE 分段去皮后檢驗數(shù)據(jù)表次序精度 /%次序精度 /%第一次0.06第四次0.02第二次0.04第五次0.13第三次0.08可見使用分段去皮的方法對于電子皮帶秤的計量精度的提高有很大的幫助，基本能達到0.2%左右的精度，圖五為采用新方法前后的精度對比圖。0.30圖五分段去皮后前后精度對比圖0.25除了對 PE 皮帶進行的多項測驗， 在后續(xù)的實際生產(chǎn)中， 我們有分別對其它0.200.15類型的皮帶進行了現(xiàn)場測試，一些厚度較大、硬度較高的皮帶運用分段去皮方0.10法后精度也得到了提高。特別是我公司的超長異形秤所使用的大圓臺皮帶，長0.05度達到 22 米，總厚度有 6 毫米左右，使用分段去