劉欣瑋

（紅云紅河集團昆明卷煙廠，云南 昆明 650202）

電子皮帶秤是在不中斷輸送帶運動的情況下，對輸送帶上的固體散狀物料進行連續(xù)稱量的自動稱量計量設備。無需中斷物料流就可以測量出皮帶輸送機上通過物料的瞬時流量和累積流量，并能控制物料流量，在打葉復烤企業(yè)中有著非常重要的作用。

按照打葉復烤的工藝要求，流量、溫度、水分是3個主要的物理控制量。其中，流量的控制最為重要，穩(wěn)定的流量是保證煙葉溫度和水分穩(wěn)定的基礎(chǔ)，同時還可提高煙葉復烤和成品質(zhì)量的合格率[1]。因此，本文對打葉復烤中影響流量控制穩(wěn)定性的關(guān)鍵設備電子皮帶秤的計量準確度進行研究。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

電子皮帶秤由帶式輸送機、稱重機構(gòu)、控制箱組成。煙葉經(jīng)過計量管落到電子皮帶秤帶式輸送機的皮帶上，當煙葉被輸送到電子皮帶秤的有效稱量段時，控制箱接收到負荷產(chǎn)生的實時信號被傳感器接收并經(jīng)放大器放大后送入PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，對稱量段上檢測出的單位長度質(zhì)量以及測速裝置檢測出的皮帶運行速度進行計算與控制，最后從顯示器上給出質(zhì)量、速度、流量等參數(shù)。

2 誤差來源分析

針對電子皮帶秤的誤差來源問題，本文采用石川圖進行原因查找。將影響電子皮帶秤計量誤差的各項因素分類整理于特征因素圖中，通過因果分析，總結(jié)出影響電子皮帶秤計量準確度的主要因素，如圖1所示。

圖1 打葉復烤中電子皮帶秤計量誤差來源石川圖Fig.1 Ishikawa diagram of measurement error source of electronic belt scale in threshing and redrying

3 原因分析及對策

3.1 人員操作引起的誤差

人員操作不規(guī)范是造成計量誤差的一個十分重要的原因。操作人員的日常校驗以及檢修后的調(diào)試對打葉復烤中的電子皮帶秤計量的準確性有很大影響。

首先，電子皮帶秤的校驗人員應該有較強的責任心，對待校驗工作要認真，避免由于校檢工作引起較大的誤差。應盡量避免在鏈碼校檢中稱量段的不完全覆蓋，要防止鏈碼跑偏并且鏈碼的捆綁不宜過緊，過緊會改變皮帶的受力，從而影響電子皮帶秤的校驗精度。特別是工作人員疏于對電子皮帶秤使用現(xiàn)場進行勘察，對傳感器、測速器等部位校檢的不到位等行為，不但達不到校檢目的，反而會引起更大的誤差。

其次，在日常使用過程中，對電子皮帶秤進行過檢修、維修，都應重新測量皮帶長度。因為電子皮帶秤的零點和間隔都是由皮帶長度決定的，所以檢修人員要及時更新，以免造成計量誤差。

3.2 機器設備引起的誤差

電子皮帶秤安裝位置的選定對其計量精度有很大影響，如果安裝位置選定不恰當，皮帶輸送機、托輥及速度傳感器的安裝精度不夠，無論電子皮帶秤本身的計量精度有多高，實際使用精度仍會很低。一旦安裝精度不到位，在設備運行時就會發(fā)生較大的振動，促使速度傳感器與測速滾筒聯(lián)軸器之間產(chǎn)生較大縫隙，影響測速傳感器測出的速度值。

稱重器作為傳感器的重要組成部分，應定期進行檢查。如果使用時間過長，線性變差，出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，就會使電子皮帶秤的計量結(jié)果不準確，應及時更換。

皮帶是直接與物料接觸的部位，并將物料的質(zhì)量傳遞給稱重傳感器，皮帶是否正常完好直接影響著電子皮帶稱的計量精度。一旦皮帶出現(xiàn)跑偏、擦邊等現(xiàn)象，不僅會影響稱重傳感器的受力穩(wěn)定性，導致輸出測量信號不穩(wěn)定，而且長期、過度的跑偏易使皮帶損壞，從而在生產(chǎn)時發(fā)生抖動現(xiàn)象。另外，對皮帶張緊力的調(diào)整也要注意，不能過小，否則會造成輥筒與皮帶打滑；也不能過大，否則會造成運轉(zhuǎn)阻力過大，傳給稱重傳感器的信號不穩(wěn)定，影響到皮帶速度的測量。

3.3 物料原因引起的誤差

在打葉復烤生產(chǎn)中，電子皮帶秤計量的物料質(zhì)地較輕，而呈纖維狀、片狀，物料的堆比例很小而體積較大，因此，對皮帶秤的計量要求更高。要求物料輸送量不能太大，皮帶的運行速度不能太快，并且皮帶的柔性要好[2]。

由于輸送皮帶的柔性大，當來料煙葉的流量波動較大時，皮帶張力變化也會變大，導致稱重傳感器接收的質(zhì)量信號不穩(wěn)定，影響電子皮帶秤的計量精度。

來料煙葉的粘黏程度也是影響電子皮帶稱計量準確性的重要因素。當來料煙葉溫度和濕度較高時，會使煙葉的黏性變高，容易粘在皮帶上造成零點漂移，故應及時進行清除。若在生產(chǎn)過程中無法及時清除，就應進行絕對值調(diào)零，以減小計量誤差。

3.4 使用方法引起的誤差

日常的使用、維護對皮帶的計量準確度有重要的影響，所以應加強日常維護工作。定期清理積塵，保持皮帶表面清潔；定期檢查皮帶載荷值，若超出量程要及時調(diào)整；按照潤滑規(guī)程，定期潤滑稱重托輥潤滑；使用過程中，正常流量應控制在校準幅度的±20%范圍內(nèi)，瞬間載荷不應超出量程的120%；定期檢查速度傳感器與皮帶的接觸狀況，防止打滑及位置不正確的情況發(fā)生；堅持每天校準皮帶電子秤[3]。

電子皮帶秤的工作原理，是對物料進行連續(xù)的累計稱重。定期校準要嚴格按照校準周期和校準規(guī)范進行，這樣其計量準確度才是符合要求的。如果校準過程不規(guī)范，不但會大大增加系統(tǒng)誤差，還會導致錯誤的校準結(jié)果。因此，應盡量避免在校準時出現(xiàn)稱架沒有水平校驗、測速開關(guān)與滾軸之間出現(xiàn)松動、零點調(diào)試前皮帶運行少于30 min等情況。

3.5 生產(chǎn)環(huán)境引起的誤差

環(huán)境溫度的變化會直接影響皮帶的張力和剛性，還會影響稱重傳感器和皮帶速度檢測器的計量特性，若溫度變化過大，使用溫度超過了傳感器的補償溫度范圍，計量誤差就會增大。因此要盡量保持現(xiàn)場溫度的相對穩(wěn)定[4]。

環(huán)境濕度應小于80%，濕度偏高時會造成皮帶發(fā)生打滑，從而影響計量精度。

生產(chǎn)時的振動也是造成電子皮帶秤計量誤差的重要原因，應找到振源，排除或盡量減小振動，或者將皮帶秤與振源隔離開，還可把皮帶秤安裝處的基礎(chǔ)加固，增加其抗振能力，并且要嚴防皮帶秤稱重框架與振源發(fā)生共振。

由于打葉復烤的生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的粉塵，粉塵會附在托輥和滾筒上，久而久之會使之轉(zhuǎn)動不良，從而影響計量精度，要充分引起重視。粉塵還會附在皮帶秤的檢測部件上，影響檢測效果，應定期對粉塵進行清除。

打葉復烤的生產(chǎn)現(xiàn)場電磁環(huán)境較復雜，有弱電、強電、變頻器等，電網(wǎng)的純凈度很低。電磁干擾會給電子皮帶稱的控制可靠性造成很大影響，因此，要求電子皮帶秤的工作環(huán)境應避開電場干擾地帶。

3.6 測量數(shù)據(jù)分析引起的誤差

對電子皮帶秤每一次的校準數(shù)據(jù)應建檔留存，不但可以規(guī)范管理，還可以對電子皮帶秤的運行狀況進行有效控制，對制定電子皮帶秤的維護規(guī)程和檢修計劃有一定的指導作用。

對電子皮帶秤的零點標定和鏈碼校準時，每個周期應有3組測試數(shù)據(jù)。第1組測試數(shù)據(jù)用于對顯示校準前的誤差予以校正。一旦誤差偏差過大，應當立即檢查設備是否有故障。第2組和第3組測試數(shù)據(jù)用于對校準結(jié)果進行復核。一旦測試后顯示的誤差超出了電子皮帶秤的精度范圍，就要對校準過程進行檢查，確認無誤后再重復進行測試。