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隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)過程自動(dòng)化水平的提高,特別是數(shù)字技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展在稱重計(jì)量與控制系統(tǒng)中應(yīng)用,數(shù)字技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)的需求愈來愈多對(duì)衡器行業(yè)提出了電子衡器數(shù)字化、智能化,用數(shù)字稱重系統(tǒng)突破模擬稱重系統(tǒng)的局限性等要求。眾所周知,數(shù)字式稱重系統(tǒng)要求稱重傳感器和稱重儀表系統(tǒng)以數(shù)字形式進(jìn)行通訊。數(shù)字式(DIGITAL )稱重系統(tǒng)由于它的稱重迅速準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定可靠、操作使用方便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單等新特性,取代傳統(tǒng)的模擬式傳感器已經(jīng)不可避免。傳統(tǒng)的稱重方式由于多個(gè)模擬傳感器的信號(hào)經(jīng)過接線盒并聯(lián)后成為一路信號(hào),每個(gè)傳感器的信號(hào)就不再是可獨(dú)立辨別的,儀表無法在線發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)行故障定位,就很難滿足連續(xù)生產(chǎn)中高可靠性的要求。數(shù)字稱重傳感器內(nèi)部有微處理器,可以對(duì)自身進(jìn)行診斷,每個(gè)傳感器都有自己的地址,稱重顯示儀表能夠在線監(jiān)測(cè)各個(gè)傳感器輸出并進(jìn)行智能處理,不但大大提高了稱重系統(tǒng)的可靠性,而且可以輕松解決一些模擬傳感器很難實(shí)現(xiàn)的如大皮重小秤量、偏載檢測(cè)等要求。再加上自己獨(dú)特的高精度高速A/ D轉(zhuǎn)換技術(shù)、全面的傳感器數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)以及遠(yuǎn)程高速通信能力,使得性能超越了模擬傳感器的極限,達(dá)到了OIML C6的精度,通過了多項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證。
1數(shù)字式稱重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理
1. 1數(shù)字式稱重系統(tǒng)的組成
120 t數(shù)字式稱重系統(tǒng)由機(jī)械傳力系統(tǒng)(稱架)、8只數(shù)字式稱重傳感器、稱重顯示儀表T800、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等組成。
1. 2稱重原理
數(shù)字式稱重系統(tǒng)是在稱重傳感器內(nèi)部采用高集成化、和高智能化的處理單元,將模擬信號(hào)進(jìn)行A/ D轉(zhuǎn)換、濾波等預(yù)處理并進(jìn)行數(shù)字化補(bǔ)償后,輸出數(shù)字信號(hào)。數(shù)字式稱重儀表實(shí)時(shí)采集各傳感器輸出并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后,進(jìn)行顯示。
稱重傳感器:采用( METTLERTOLEDO)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的MTX- 45T數(shù)字式稱重傳感器。
稱重顯示儀表:采用(METTLERTOLEDO)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的T800稱重顯示儀表,該儀表是具有連接數(shù)字式傳感器功能的稱重儀表。它可以接收來自數(shù)字式傳感器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),再根據(jù)儀表校秤時(shí)存儲(chǔ)的信息計(jì)算出當(dāng)前秤臺(tái)的重量并顯示出來,同時(shí)具有COM1、COM2計(jì)算機(jī)通訊接口和RJ45以太網(wǎng)接口,用于聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)輸出。同時(shí)具有保護(hù)串行口,保護(hù)并行口和輸入、輸出。支持?jǐn)?shù)據(jù)庫遠(yuǎn)程訪問和儀表遠(yuǎn)程工具EZ- Tools軟件工具包,儀表自診斷功能,檢定周期設(shè)置和鉛封功能,該項(xiàng)功能可以防止操作人員設(shè)定參數(shù)而作弊。數(shù)字式傳感器每發(fā)送一次數(shù)據(jù),儀表將更新重量顯示一次,儀表顯示刷新率為4~16次/ s。
1. 3數(shù)字式稱重系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1. 3. 1可靠性、抗干擾能力、防雷性能好
數(shù)字式稱重系統(tǒng)采用全密封不銹鋼激光焊接技術(shù),內(nèi)充氦氣保護(hù)內(nèi)部電路可靠工作,防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68。增加了各種保護(hù)電路和防雷擊設(shè)計(jì),對(duì)儀表提供的電源先進(jìn)行處理,穩(wěn)壓后再用于電橋的激勵(lì),就消除了來自電源和雷電的浪涌干擾,使得傳感器輸出穩(wěn)定的信號(hào),保證了傳感器的正常工作。
1. 3. 2不間斷工作
數(shù)字稱重系統(tǒng)能保障生產(chǎn)的連續(xù)性,實(shí)現(xiàn)不間斷工作,儀表不但時(shí)刻監(jiān)測(cè)著各個(gè)數(shù)字式稱重傳感器的工作狀況,而且在發(fā)現(xiàn)某個(gè)傳感器故障時(shí),儀表可以自動(dòng)啟動(dòng)不間斷工作方式,仍然能保障一定時(shí)間一定精度下的稱重,不至于造成生產(chǎn)停機(jī)。同時(shí)儀表會(huì)發(fā)出信號(hào)給用戶,定位故障傳感器要求更換。
1. 3. 3免標(biāo)定
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)定是一件很麻煩的事情,使用數(shù)字式稱重系統(tǒng)就可以進(jìn)行免標(biāo)定。這是因?yàn)閿?shù)字式稱重系統(tǒng)在生產(chǎn)中,已用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)對(duì)傳感器輸出進(jìn)行了標(biāo)定,其輸出的數(shù)字量與標(biāo)準(zhǔn)力值是一一對(duì)應(yīng)的,儀表讀取到的就是數(shù)字式稱重系統(tǒng)實(shí)際測(cè)量到的重量值,中間沒有任何損耗,因此可以實(shí)現(xiàn)免標(biāo)定[ 1]。
1. 3. 4角差容易調(diào)整
由數(shù)字式稱重系統(tǒng)組成的秤體,其角差的調(diào)整容易得多。由于儀表可以讀取到各角每個(gè)傳感器的受力情況,因此只要在各角加一遍載荷,儀表即可計(jì)算出各點(diǎn)的角差系數(shù),可自動(dòng)進(jìn)行秤的角差調(diào)整,免去了反復(fù)加載砝碼的麻煩,提高了效率。一遍加載即可完成角差調(diào)整,非常簡(jiǎn)便快捷。
1. 3. 5維護(hù)方便
數(shù)字式稱重系統(tǒng)使用軍標(biāo)的航空插頭,不但保證了IP68的防護(hù)等級(jí),使得傳感器與電纜線成為兩個(gè)獨(dú)立的器件,更換傳感器或電纜更方便,不用穿電纜線。由于傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào),電纜線的長(zhǎng)度可根據(jù)需要改變,不會(huì)影響測(cè)量精度。數(shù)字式稱重系統(tǒng)更換時(shí)只需將相關(guān)參數(shù)輸入新傳感器,無需進(jìn)行系統(tǒng)的重新標(biāo)定[2]。
1. 3. 6系統(tǒng)整體成本低
從系統(tǒng)成本的角度來看,雖然數(shù)字式稱重系統(tǒng)增加了數(shù)字式稱重系統(tǒng)接口板,但由于數(shù)字式稱重系統(tǒng)在應(yīng)用中減少了調(diào)試及應(yīng)用成本(如調(diào)試角差方便) ,能夠進(jìn)行免標(biāo)定,更換傳感器不需重新標(biāo)定等,在周期檢定,不需要用電焊將稱體周圍焊接,減少了維護(hù)的成本,而且數(shù)字式稱重系統(tǒng)的自診斷、不間斷工作等功能提高了系統(tǒng)可靠性,降低了停機(jī)時(shí)間。因此,系統(tǒng)總體成本是比模擬傳感器系統(tǒng)要降低的。
2系統(tǒng)的安裝
2. 1數(shù)字式稱重傳感器的安裝
安裝8只常州METER TELDEO電子衡器有限公司生產(chǎn)的45 t數(shù)字式稱重系統(tǒng),安裝在水泥基座上,傳感器上面安裝鋼結(jié)構(gòu)稱重臺(tái)面,傳感器直接接受承重臺(tái)面上的車輛重量, 8只傳感器分布為南面1 #、3 #、5 #、7 #北面為2 #、4 #、6 #、8 #。
數(shù)字式傳感器與T800稱重顯示儀表的通訊,儀表與數(shù)字式傳感器連接接口為高速串行接口, T800稱重顯示儀表與秤臺(tái)之間采用8芯雙層屏蔽電纜連接,正常情況下該電纜長(zhǎng)度不得超過280 m。數(shù)字式傳感器與T800稱重顯示儀表儀表的通訊如表1所示。
2. 2系統(tǒng)接地[3]
汽車衡系統(tǒng)的接地是非常重要的,既要保護(hù)人身安全又要保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠,系統(tǒng)接地設(shè)施切不可忽視。接地線的設(shè)置為:
( 1)傳感器與秤體的保護(hù)接地;
( 2)接線盒外殼接地;
( 3)傳感器與接線盒之間信號(hào)電纜的外屏蔽接地;
( 4)儀表與接線盒之間連接電纜外屏蔽接地。
3系統(tǒng)的調(diào)試和運(yùn)行
3. 1開機(jī)
連接傳感器,接通電源,儀表開始硬件初始化。
3. 2自動(dòng)編址
按順序給每個(gè)傳感器編地址。按提示順序連接每個(gè)傳感器。注意:傳感器的地址必須是初始地址( 240)才能自動(dòng)編址。
3. 3標(biāo)定過程
( 1)打開儀表前蓋,將儀表主板設(shè)定開關(guān)置成OFF,儀表即進(jìn)入設(shè)定校正狀態(tài)。
( 2)分度值:通過數(shù)字鍵輸入秤的分度值,然后按/確認(rèn)0鍵。缺省值: 1顯示分度數(shù)=最大稱量值/分度值最大顯示分度數(shù)為100, 000,最小顯示分度數(shù)為100顯示分度數(shù)必須為100的整數(shù)倍。
( 3)標(biāo)準(zhǔn)校秤:用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對(duì)秤進(jìn)行標(biāo)定先到系統(tǒng)維護(hù)菜單,對(duì)每一個(gè)傳感器編址后,選則標(biāo)準(zhǔn)校正,禁止線性校正按/確認(rèn)/后,儀表自動(dòng)讀取空秤信號(hào),黑色光標(biāo)從左自右擴(kuò)展,完成后自動(dòng)進(jìn)入量程檢測(cè)。按/退出0。加載砝碼完畢后,窗口自動(dòng)顯示/輸入加載重量值0為保證校秤的準(zhǔn)確性,加載的砝碼重量值大于最大稱量值的50% ,但不應(yīng)超過最大稱量值。輸入重量值后按/確認(rèn)0,儀表顯示動(dòng)態(tài)移動(dòng)條光標(biāo)從左右擴(kuò)展,完畢后顯示檢測(cè)到的重量值。,若校正正常,按/確認(rèn)0進(jìn)入下一步。然后用上下方向鍵到/確認(rèn)0按鈕,再按確認(rèn)鍵保存校正參數(shù)。否則參數(shù)將不能保存。
( 4)角差調(diào)整:選擇角差調(diào)整方式為:壓角:按單個(gè)傳感器調(diào)整角差。進(jìn)入角差調(diào)整程序,空秤完成后,儀表提示/ ADD CELL0,在1號(hào)傳感器上加載。按順序每個(gè)傳感器都加載后,儀表自動(dòng)完成角差補(bǔ)償運(yùn)算。注意:角差調(diào)整必須在標(biāo)準(zhǔn)校秤后進(jìn)行。調(diào)整所得數(shù)據(jù)如下:
LC1 2865 LC2 3385 LC3 7949
LC4 4177 LC5 4523 LC6 7556
LC7 3010 LC8 3186
3. 4量程調(diào)節(jié)
在進(jìn)行量程調(diào)節(jié)前必須先完成標(biāo)準(zhǔn)校正。按/確認(rèn)0鍵進(jìn)入后,則儀表開始量程調(diào)整。
3. 5零點(diǎn)調(diào)節(jié)
在進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)前必須先完成標(biāo)準(zhǔn)校正。按/確認(rèn)0鍵進(jìn)入后,則儀表開始零點(diǎn)調(diào)整,在進(jìn)行量程調(diào)節(jié)前必須先完成標(biāo)準(zhǔn)校正。按/確認(rèn)0鍵進(jìn)入后,則儀表開始量程調(diào)整,完成后自動(dòng)回到上一級(jí)菜單。
3. 6開機(jī)清零范圍設(shè)定
手動(dòng)清零
禁止
清零范圍±2%
清零范圍±20%
開機(jī)自動(dòng)清零
禁止
清零范圍±2%
清零范圍±10%
4結(jié)束語
該數(shù)字式稱重系統(tǒng),可以解決許多模擬式稱重系統(tǒng)難以解決的諸如輸出信號(hào)微弱、易受干擾,維護(hù)困難等問題,從而使稱重準(zhǔn)確度,穩(wěn)定性和可靠性得到改善。通過幾個(gè)月的觀察,該數(shù)字式稱重系統(tǒng)運(yùn)行可靠,抗干擾能力強(qiáng),防作弊、防雷擊、防潮。、防水,大大的減少了維護(hù)的成本。
 

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