隨著目前科技和計(jì)量技術(shù)的不斷發(fā)展，對動(dòng)態(tài)計(jì)量不斷提出更高的要求。在化工、冶金、食品等多種行業(yè)中，為提高粉體的配料速度，提高粉體生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)中急需解決小型粉體配料的動(dòng)態(tài)計(jì)量問題。特別當(dāng)流量小、粉體粒度過細(xì)（200～500目）時(shí)，粉體流動(dòng)性好，密度大，輸送過程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)量存在的困難較多，小型粉體動(dòng)態(tài)配料計(jì)量，一般要求流量Q≤200kg/h，帶速0.1m/s。常規(guī)的單機(jī)皮帶秤由于秤架的結(jié)構(gòu)與儀表的精度等原因，很難在這種小流量、低帶速條件下完成正常計(jì)量，不論單機(jī)秤的精度和配料系統(tǒng)的精度都很難達(dá)到工藝要求，如流量Q= 200kg/h，帶速v=0. 3m/s時(shí)，輸送帶稱量段的物料質(zhì)量(kg)可以由下式求得：
    此質(zhì)量僅為一般秤架質(zhì)量的千分之一，而一般電子皮帶秤的精度，僅能達(dá)到千分之五或百分之一，也就是電子皮帶秤的精度僅能達(dá)到小流量粉體動(dòng)態(tài)計(jì)量秤的物料量。
    徐州三原稱重技術(shù)有限公司積累多年制造電子秤的經(jīng)驗(yàn)，吸收國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，最近研制了小型粉體計(jì)量輸送機(jī)，經(jīng)過現(xiàn)場使用證明，能滿足小流量粉體輸送動(dòng)態(tài)計(jì)量精度要求�，F(xiàn)將小型粉體輸送機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電控技術(shù)論述如下。
1、小型粉體計(jì)量輸送機(jī)的工作原理
    該機(jī)同時(shí)完成兩個(gè)作用；(1)輸送粉體；(2)對輸送的粉體進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)量。
    (1)輸送粉體的工作是由輸送帶完成的，輸送帶是由電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒通過表面摩擦力帶動(dòng)輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，粉體由輸送帶帶動(dòng)從進(jìn)料位置運(yùn)行到卸料位置，落人卸料筒內(nèi)。
    (2)對輸送粉體進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)量是由電子秤完成的，電子安裝在上輸送帶的下面，粉體的重量壓在輸送帶上，在運(yùn)行中，經(jīng)過稱重托輥時(shí)重量傳給秤架，根據(jù)杠桿的原理，將重力傳給稱重傳感器，稱重傳感器產(chǎn)生一個(gè)正比于粉體重量的電信號(mV)傳送到電子稱重控制儀表（積算器）上。同時(shí)輸送帶帶動(dòng)測速裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，軸端帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一系列的脈沖信號，將信號傳給電子控制儀表（積算器），儀表把重量信號和速度信號進(jìn)行運(yùn)算處理，通過對時(shí)間的累計(jì)，產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)流量和累計(jì)總重量，在顯示器上顯示出來。
2、小型粉體計(jì)量輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    (1)低轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：一般電子皮帶秤適用的帶速v=1～3m/s，小型粉體計(jì)量輸送機(jī)帶速v- 0.05m/s左右，僅為一般電子皮帶秤的1/20～1/60，根據(jù)q=Q/V關(guān)系，在輸送同樣物料流量時(shí)，每米長度上物料的質(zhì)量9將增大20～60倍。
    (2)特殊型材結(jié)構(gòu)的秤架：減輕秤架重量即減輕“皮重”，可增加物料占總重量的比率是提高稱重精度的關(guān)鍵之一，普通秤架重量一般在50kg以上，而小型粉體計(jì)量輸送機(jī)的秤架是用特殊空心鋼管制造的，秤架重量不足5kg，物料所占比重率提高了10倍。對于長度小于2,m的小型粉體計(jì)量輸送機(jī)的秤架則用新的不銹鋼板折邊做成平盤結(jié)構(gòu)，重量更輕，更有效地降低了“皮重”。
    (3)靈敏度高的秤架支點(diǎn)：秤架支點(diǎn)過去多用十字簧片式，近期引用美國的橡膠耳軸式結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)對于稱重區(qū)內(nèi)物料很輕的情況反應(yīng)滯后，甚至沒有反應(yīng)，小型粉體計(jì)量輸送機(jī)設(shè)計(jì)的特殊單簧片雙支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其厚度及外形尺寸經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐，具有靈敏度高，穩(wěn)定性好，回零基本上無零點(diǎn)漂移等優(yōu)點(diǎn)。即使物料很少時(shí)，其料重也能使秤架微動(dòng)，引起稱重傳感器正比于物重的反應(yīng)。
    (4)稱重傳感器的連接結(jié)構(gòu)：小型粉體計(jì)量輸送機(jī)的稱重傳感器與秤架的聯(lián)結(jié)形式有兩種，一種是鋼絲吊掛式，另一種是關(guān)節(jié)軸承聯(lián)結(jié)式，具有平穩(wěn)、可靠、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。
    (5)特輕型稱重托輥，用薄壁無縫鋼管與特輕型軸承制造，其重量僅為一般托輥的十分之一，稱重托輥重量是“皮重”的一部分，稱重托輥重量減小，同樣提高了物料重量占總重量的比率。
    (6)特殊的測速結(jié)構(gòu)：一般結(jié)構(gòu)的電子皮帶秤，測速滾筒是鋼滾筒，直徑較大，當(dāng)帶速很低時(shí)，鋼筒與膠帶之間易產(chǎn)生打滑，引起測速誤差較大，同時(shí)測速滾筒直徑大、轉(zhuǎn)速低，測速電機(jī)輸出的脈沖數(shù)過低，小型粉體計(jì)量輸送機(jī)采取小直徑多膠圈的結(jié)構(gòu)，將鋼管與橡膠間的摩擦改成橡膠與橡膠之間的摩擦，摩擦系數(shù)增大，避免了打滑現(xiàn)象，膠圈外徑僅為普通測速滾筒的1/6，測速電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高了6倍，測速電機(jī)輸出的脈沖數(shù)也可提高6倍，這樣，便提高了測速的精確性。
    (7)可調(diào)控的進(jìn)料裝置，由于流量小，物料細(xì)，特別是200目以上的粉體，流動(dòng)性特別好，進(jìn)料裝置必須進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)和控制，小型粉體計(jì)量輸送機(jī)采用星形給料控制器或花板式給料控制器，可調(diào)節(jié)給料流量，控制給料速度，有效地實(shí)現(xiàn)了小流量的給料控制性能。
3、小型粉體計(jì)量配料的電控特點(diǎn)
    電控儀表為SY -2叭一Ⅱ型電腦積算器，該儀表在進(jìn)行自身較準(zhǔn)時(shí)最小流量示值為kg/h(小數(shù)點(diǎn)后可顯示3位)，從而提高了儀表自身的精度。
    (1)為了控制靈活可靠，本系統(tǒng)采用集散控制方式即DCS系統(tǒng)，控制中心由一臺PLC構(gòu)成，具有故障率低、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，每種物料的料頭與料尾自動(dòng)對齊，從而減小系統(tǒng)啟動(dòng)與停止過程中的誤差，同時(shí)控制聲光報(bào)警。
    (2)集中與分散式兩種控制方式，可方便地實(shí)現(xiàn)手動(dòng)／自動(dòng)無擾動(dòng)切換，更有利于對生產(chǎn)過程的控制與管理，上位機(jī)系統(tǒng)與儀表數(shù)字調(diào)節(jié)器進(jìn)行RS -485通訊，以達(dá)到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，每塊儀表都有自己的站號，因此可以將聯(lián)接電纜的數(shù)量減至最少。
    (3)為了使生產(chǎn)過程最簡單化，系統(tǒng)采用閉環(huán)負(fù)反饋控制，信號流程如下：
    每個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)均由一個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋構(gòu)成，在分散控制時(shí)，所需的設(shè)定流量從WEST8100調(diào)節(jié)器實(shí)行手動(dòng)送人，系統(tǒng)經(jīng)過短時(shí)調(diào)整后即可穩(wěn)定進(jìn)入正常運(yùn)行，運(yùn)行曲線見圖2。
    參考此圖，我們不妨把圖1轉(zhuǎn)換為數(shù)字模型進(jìn)行討論，模型為圖3。
    本系統(tǒng)由于t并非主要整定參數(shù)，故取近似值。
    即可達(dá)到要求，通過整定PI與偏差三者的關(guān)系，即可達(dá)到圖4中的理想狀態(tài)。
    另外根據(jù)目前設(shè)備智能的發(fā)展趨勢，徐州三原稱重技術(shù)有限公司開發(fā)的此套系統(tǒng)具有故障自診斷功能，無論是儀表，還是變頻器，均可明確地指出故障產(chǎn)生處和產(chǎn)生原因，上位機(jī)負(fù)責(zé)對集中控制與數(shù)據(jù)管理，可明確地顯示歷史時(shí)期各階段的工作情況，并生成報(bào)表，進(jìn)行打印，同時(shí)通過與廠家網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)監(jiān)測，從而有利于上層的直接管理，更好地提高生產(chǎn)效率，如果系統(tǒng)中某關(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，上位機(jī)立即通知PLC，并由PLC產(chǎn)生聲光報(bào)警，使故障及早被發(fā)現(xiàn)并得到處理。
    此系統(tǒng)軟件采用VB6.0開發(fā)，界面友好，易于掌握，且畫面出生動(dòng)形象。
4、發(fā)展前景
    實(shí)踐證明，小型粉體計(jì)量輸送機(jī)及其配料系統(tǒng)在流量小、速度低的條件下，計(jì)量效果理想，系統(tǒng)精度達(dá)到0.5%，此精度完全可滿足化工、冶金、食品等行業(yè)的生產(chǎn)要求。如某化肥廠以前粉體的計(jì)量是用袋裝計(jì)袋，某鋁鋅冶煉廠是桶裝稱桶，誤差都很大，使用小型粉體計(jì)量輸送機(jī)后，不僅生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著，僅鋁鋅廠一臺設(shè)備一年就節(jié)約粉體價(jià)值100萬元，深受用戶的歡迎�？梢灶A(yù)見小型粉體計(jì)量輸送機(jī)在國內(nèi)市場前景是非常好的，應(yīng)當(dāng)在全國進(jìn)行推廣應(yīng)用。