【摘 要】 本文介绍了获得发明的采用多种控制模式，特别是采用数字式称重传感器与数字式积算控制器的在一台皮带输送机上完成多物料定量/非定量的皮带称重控制系统，该系统特别适用于需要多物料配料的建材工业系统皮带秤和火电厂多料仓给煤机称重系统。
【关键词】多物料；皮带称重；控制系统
一、引言
“连续累计自动皮带秤”有两种计量形式，*种计量形式是采用重量传感器检测到物料的单位长度的瞬时重量信号，同时速度传感器检测到速度脉冲信号。通过控制系统将重量信号与速度信号进行乘积运算，从而求得被计量物料的真实流量（输送量），属于非定量计量形式。另一种计量形式是在上述真实流量的基础上，使控制系统将被计量物料的真实流量和用户设定的输送量（设定量）进行逐次比较，其差值信号反馈给变频器，用于调节输送胶带速度，从而保证被计量物料的真实流量和设定量相一致，属于定量计量形式。
目前市场上使用的连续累计定量/非定量自动皮带秤产品，均为一台皮带输送机完成一种特定物料的定量（或非定量）称重，但是当现场需要多物料连续累计称重与配料时，只能在不同的皮带输送机上，分别配置单一物料称重的自动皮带秤产品，zui后再汇总混合配料。这样既浪费空间，又浪费了设备的配置。另外，在电力系统，由于料仓高度的限制，要实现较大的给料量，给煤机的进料仓在楼层标高的限制下只能分成数个小料仓。为此上海大和衡器有限公司研制开发了在一台皮带输送机上完成多物料定量/非定量皮带称重控制系统，该系统通过选用具有4种不同的控制模式来适应不同的应用场合，使得上述两种现场的条件得以实现。该项目已于2011年12月获得国家局批准授予的发明证书。
二、连续累计模拟模式
该模式由多组称重装置中的称重信号与一个测速器的速度信号分别送入多个称重控制仪表，经积分演算，多个仪表分别送出多个给料量信号，再由总控制器完成多种不同物料的给料量信号数据。请参阅图1、图2中A、B、C三个进料口同时给料时，A、B、C三组称重装置中的称重信号WA、WB、WC与一个主电机测速器的速度信号S，分别送入三个CFC-201积算控制仪表Cont.A、Cont.B、Cont.C，仪表分别对传感器的称重（重量）电压信号和测速传感器的速度脉冲信号进行处理和计算，经积分演算，三个仪表分别送出三个给料量信号QA、QA+QB、QA+QB+QC，通过串
第十一届称重技术研讨会论文集
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口转换以太网模块，进入计算机完成三种不同物料的QA、QB、QC给料量信号数据分别计算与显示。
图1 连续累计模拟模式方框原理图
P21P41SE0P40模拟称重式传感器5SE0P41（速度脉冲输入）P40（公共端）261314SE2344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V输入）28P21B（DC15V输入）CN245326Cont.B5SE3LOADCELL53S44S23SE33SE3243S4S5接线盒TB33S324S4SE35LOADCELL6模拟称重式传感器5SE0P41（速度脉冲输入）P40（公共端）261314SE3344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V输入）28P21B（DC15V输入）CN245326Cont.C三串口转以太网模块RS232RS232RS232接线盒TB0显示QAQBQCPG5SE1LOADCELL13S44S23SE13SE1243S4SP40P21P41SE05接线盒TB13S324S4SE15LOADCELL2模拟称重式传感器速度传感器电源信号公共端5SE0P41（速度脉冲输入）P40（公共端）261314SE1344S3SCFC-2012CON11234568F-CN1P21A（DC6V输入）28P21B（DC15V输入）CN245326计算机PCCont.A5SE2LOADCELL33S44S23SE23SE2243S4S5接线盒TB23S324S4SE25LOADCELL4
图2 连续累计模拟模式电气原理图
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称重技术应用篇
称重计算过程如下：
假设输料皮带的运行长度为l，运行的时间为tl，在时间tl里输送的物料量为Q，则Q可表示为方程（1）
Q= （kg） （1） 0tlWvdt∫
其中，W：单位长度皮带上的料的重量（kg/m）
V：皮带的运行速度（m/s）
由方程（1）可知，只要测出单位长度上的料的重量和皮带的运行速度，就可以求得在时间tl里输送的物料的重量。
W的值可根据模拟式重量传感器测出，测出的值为模拟量，v的值可根据速度传感器测出，测出的值为数字量。
CFC-201型积算控制仪表将模拟量W在仪表内部进行A/D转换，得出数字量W，然后将此数字量W与测速传感器测出的数字量v通过CFC-201积算控制仪表内部进行积分运算。如下：
①Cont.A控制仪表作用，= AQ∫tlAvdtW0
②Cont.B控制仪表作用，+=∫+ AQBQtlAvdtW0∫tlBvdtW0
③Cont.C控制仪表作用，++=++ AQBQCQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlCvdtW0
Cont.A，Cont.B，Cont.C称重仪表，型号为CFC-201。
zui后，分别将三个积算控制仪表计算出的在时间tl里面的总的重量值以串口通讯方式发送到计算机，计算机收到此数值后，可以显示在显示器上，我们可以根据显示器上的值，进行简单的减法运算，分别得出zui终的A、B、C三种物料的累计重量，如下：
AQ= ∫tlAvdtW0
BQ=+-=+- AQBQAQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlAvdtW0
CQ=++--=++-- AQBQCQAQBQ∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0∫tlCvdtW0∫tlAvdtW0∫tlBvdtW0
三、连续累计数字模式
该模式由多组数字称重装置中的数字信号与一个测速器的速度信号分别送入数字式总控制器，直接得到多种不同物料的给料量信号数据。请参阅图3、图4。A、B、C三个进料口同时给料时，三组数字称重装置中的数字信号DA、DB、DC与一个测速器的速读信号S分别送入CFC-500型数字式积算控制器，控制器对三路传感器的称重（重量）数字信号和一路测速传感器的速度脉冲信号进行处理和计算，经积分演算，直接得到三种不同物料的QA、QB、QC给料量信号数据。