【摘 要】 本文介紹了獲得發明的采用多種控制模式，特別是采用數字式稱重傳感器與數字式積算控制器的在一臺皮帶輸送機上完成多物料定量/非定量的皮帶稱重控制系統，該系統特別適用于需要多物料配料的建材工業系統皮帶秤和火電廠多料倉給煤機稱重系統。
【關鍵詞】多物料；皮帶稱重；控制系統
一、引言
“連續累計自動皮帶秤”有兩種計量形式，*種計量形式是采用重量傳感器檢測到物料的單位長度的瞬時重量信號，同時速度傳感器檢測到速度脈沖信號。通過控制系統將重量信號與速度信號進行乘積運算，從而求得被計量物料的真實流量（輸送量），屬于非定量計量形式。另一種計量形式是在上述真實流量的基礎上，使控制系統將被計量物料的真實流量和用戶設定的輸送量（設定量）進行逐次比較，其差值信號反饋給變頻器，用于調節輸送膠帶速度，從而保證被計量物料的真實流量和設定量相一致，屬于定量計量形式。
目前市場上使用的連續累計定量/非定量自動皮帶秤產品，均為一臺皮帶輸送機完成一種特定物料的定量（或非定量）稱重，但是當現場需要多物料連續累計稱重與配料時，只能在不同的皮帶輸送機上，分別配置單一物料稱重的自動皮帶秤產品，zui后再匯總混合配料。這樣既浪費空間，又浪費了設備的配置。另外，在電力系統，由于料倉高度的限制，要實現較大的給料量，給煤機的進料倉在樓層標高的限制下只能分成數個小料倉。為此上海大和衡器有限公司研制開發了在一臺皮帶輸送機上完成多物料定量/非定量皮帶稱重控制系統，該系統通過選用具有4種不同的控制模式來適應不同的應用場合，使得上述兩種現場的條件得以實現。該項目已于2011年12月獲得國家局批準授予的發明證書。
二、連續累計模擬模式
該模式由多組稱重裝置中的稱重信號與一個測速器的速度信號分別送入多個稱重控制儀表，經積分演算，多個儀表分別送出多個給料量信號，再由總控制器完成多種不同物料的給料量信號數據。請參閱圖1、圖2中A、B、C三個進料口同時給料時，A、B、C三組稱重裝置中的稱重信號WA、WB、WC與一個主電機測速器的速度信號S，分別送入三個CFC-201積算控制儀表Cont.A、Cont.B、Cont.C，儀表分別對傳感器的稱重（重量）電壓信號和測速傳感器的速度脈沖信號進行處理和計算，經積分演算，三個儀表分別送出三個給料量信號QA、QA+QB、QA+QB+QC，通過串
第十一屆稱重技術研討會論文集
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口轉換以太網模塊，進入計算機完成三種不同物料的QA、QB、QC給料量信號數據分別計算與顯示。
圖1 連續累計模擬模式方框原理圖
P21P41SE0P40模擬稱重式傳感器5SE0P41（速度脈沖輸入）P40（公共端）261314SE2344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V輸入）28P21B（DC15V輸入）CN245326Cont.B5SE3LOADCELL53S44S23SE33SE3243S4S5接線盒TB33S324S4SE35LOADCELL6模擬稱重式傳感器5SE0P41（速度脈沖輸入）P40（公共端）261314SE3344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V輸入）28P21B（DC15V輸入）CN245326Cont.C三串口轉以太網模塊RS232RS232RS232接線盒TB0顯示QAQBQCPG5SE1LOADCELL13S44S23SE13SE1243S4SP40P21P41SE05接線盒TB13S324S4SE15LOADCELL2模擬稱重式傳感器速度傳感器電源信號公共端5SE0P41（速度脈沖輸入）P40（公共端）261314SE1344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V輸入）28P21B（DC15V輸入）CN245326計算機PCCont.A5SE2LOADCELL33S44S23SE23SE2243S4S5接線盒TB23S324S4SE25LOADCELL4
圖2 連續累計模擬模式電氣原理圖
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稱重技術應用篇
稱重計算過程如下：
假設輸料皮帶的運行長度為l，運行的時間為tl，在時間tl里輸送的物料量為Q，則Q可表示為方程（1）
Q= （kg） （1） 0tlWvdt∫
其中，W：單位長度皮帶上的料的重量（kg/m）
V：皮帶的運行速度（m/s）
由方程（1）可知，只要測出單位長度上的料的重量和皮帶的運行速度，就可以求得在時間tl里輸送的物料的重量。
W的值可根據模擬式重量傳感器測出，測出的值為模擬量，v的值可根據速度傳感器測出，測出的值為數字量。
CFC-201型積算控制儀表將模擬量W在儀表內部進行A/D轉換，得出數字量W，然后將此數字量W與測速傳感器測出的數字量v通過CFC-201積算控制儀表內部進行積分運算。如下：
①Cont.A控制儀表作用，= AQ∫tlAvdtW0
②Cont.B控制儀表作用，+=∫+ AQBQtlAvdtW0∫tlBvdtW0
③Cont.C控制儀表作用，++=++ AQBQCQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlCvdtW0
Cont.A，Cont.B，Cont.C稱重儀表，型號為CFC-201。
zui后，分別將三個積算控制儀表計算出的在時間tl里面的總的重量值以串口通訊方式發送到計算機，計算機收到此數值后，可以顯示在顯示器上，我們可以根據顯示器上的值，進行簡單的減法運算，分別得出zui終的A、B、C三種物料的累計重量，如下：
AQ= ∫tlAvdtW0
BQ=+-=+- AQBQAQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlAvdtW0
CQ=++--=++-- AQBQCQAQBQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlCvdtW0∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0
三、連續累計數字模式
該模式由多組數字稱重裝置中的數字信號與一個測速器的速度信號分別送入數字式總控制器，直接得到多種不同物料的給料量信號數據。請參閱圖3、圖4。A、B、C三個進料口同時給料時，三組數字稱重裝置中的數字信號DA、DB、DC與一個測速器的速讀信號S分別送入CFC-500型數字式積算控制器，控制器對三路傳感器的稱重（重量）數字信號和一路測速傳感器的速度脈沖信號進行處理和計算，經積分演算，直接得到三種不同物料的QA、QB、QC給料量信號數據。