张晓君

(中国神华神东煤炭集团洗选中心,陕西神木 719315)

新型称重系统在快速装车系统中的应用

张晓君

(中国神华神东煤炭集团洗选中心,陕西神木 719315)

介绍一种新的称重系统校验、工作原理与组成,对某集团一个矿区使用称重系统介绍,使大家了解该系统,并对该煤炭公司千万吨跨越的取得有一定认识。

新型称重系统 快速装车系统 应用

快速装车系统是我国在二十世纪九十年代中期从国外引进的一种新型列车装载系统。它是以自动控制的方式快速并连续地将固体物料按预先设定的重量装、载到以一定速度行进的列车中的一种高效定量装车系统。它特别适用于大型煤炭(矿山)企业产品的装车外运。随着近十年来的发展与消化吸收，已有不同类型的国产快速装车系统出现并投入使用。目前，快速装车系统在国内主要用于大型煤炭生产企业。装车系统由给料、称重及液压系统构成，本文介绍称重系统构成与其工作原理。

1 快速装车系统

(1)该种装车系统概念：快速装车系统在上世纪90年代中期我国引进的新型装载系统。它以自动控制快速与连续把固体物料按设定重量装到行进列车中的高效装车系统。它适用大型煤炭产品装车外运。随着近年发展和吸收，已有不同国产装车系统投入使用。

(2)快速装车系统分类：从工艺流程上看，分为有给料运输系统的全钢结构塔楼快速装车系统和无给料运输系统的混凝土仓结构塔楼快速装车系统；从装车溜槽的结构型式上看，主要有垂直伸缩式装车溜槽型和旋转摆动式装车溜槽型。全钢结构塔楼装车系统目前使用的有引进美国KSS公司及南非TCS公司的垂直伸缩式装车溜槽型和山东煤矿泰安机械厂生产的旋转摆动式装车溜槽型三种型号的产品。而无给料运输系统的混凝土仓结构塔楼装车系统则是由神东公司有关技术人员提出设计思路，西安华光科技股份有限公司和山东煤矿泰安机械厂及太原市圣邦液压器件有限责任公司联合生产的产品。

(3)装车系统工艺流程：有给料运输装车系统流程为：产品仓，给料机，运输机，缓冲仓，定量仓与装车溜槽，行进中的列车。没有给料运输装车系统流程为：产品仓，定量仓，装车溜槽与行进中的列车。

(4)快速装车系统主要特点：1)自动化程度高，该系统主辅设备可利用主PLC系统与远程PLC系统集中操作和控制，所有故障和报警可在计算机屏幕显示。2)装车速度快。一般单节车皮60秒，最快是40秒每节，整列车按66节算一般50到70分钟。3)装车精度高。称重仓精度是0.1%，每节车皮装车精度低于0.3%，整列车低于±0.3%。4)装车质量高。装出火车皮不用人工平整可达外运要求。装车不偏载。5)环保性能好。该系统装车是全封闭式，撒煤与煤尘较少，对环境污染较小。

(5)该装车系统工作原理：通过一定数量的产品仓下振动式给料机，将物料给到带式输送机上，带式输送以4000t/h的能力将物料送入缓冲仓，缓冲仓通过称重传感器的控制打开液压闸板，准确地将设定的物料量送入称重仓，称重仓通过两片打开的装车液压闸板，将物料经过装载溜槽装入匀速(0.8-2.0km/h)行驶的火车车厢中，即完成一次一节车皮的装车作业。整个过程是一个连续循环不断的动态运作过程。

(6)连续定量动态装车配料原理：列车到装车塔下，通过操作台放下溜槽到装车位，缓冲仓料位到合适位置。操作者按下循环按钮，缓冲仓4个配料平板闸门向定量仓卸料，称重传感器称重，控制定量配料。然后，装车闸门控制给车厢放料，放足后通过称重传感器来控制装车闸门关闭。车辆行驶空档距离时，缓冲仓又给定量仓配料，为下一节车厢作准备，实现装车的连续定量装车。

2 称重系统构成和工作原理

快速装车称重系统构成部分是称重仓、传感器、仪表和校验砝码等。称重仓在缓冲仓和装载溜槽间，是独立仓体，靠4个传感器支撑在装车钢结构上。称重仓是系统接收部分，接受缓冲仓的物料，最大载重一般100吨。

称重传感器安装于称重仓下部四周，支撑称重仓。传感器随舱内重量变化相应变化，输出和舱内重量线型比例信号。称重仪表装在操作台内。仪表为传感器给出激励电压，接受称重信号，经过放大等处理将仓内物料重量显示，同时输出数字或模拟信号到PLC，控制缓冲仓闸门与称重仓闸门打开与关闭。称重系统初次校准与检定也用称重仪表完成。

校验砝码放置称重仓两侧，它通过国家检定的精确侧重设备，平时和称重仓分离，需要时通过提升装置把它和称重仓提升，其重量加到称重仓上，用来进行初次校准与日常检定。

3 称重传感器

它属于剪切梁电阻式传感器，电阻式传感器原理将被测量变化转成应变片电阻值变化，再经转换电路转为电信号输出。金属丝受外力作用发生形变时，其电阻值发生变化，这种现象称为电阻应变。电阻式传感器利用金属的应变效应把被测量转为电量输出。应变片用直径0.025毫米高电阻率电阻丝制成。为获得高阻值，把电阻丝排成栅网状，为敏感栅，粘贴在基片上，电阻丝焊接引线，敏感栅粘有保护覆盖层。

称重传感器技术指标为：额定量程，使用时一般用额定的2/3到1/3；激励电压为10伏；输入阻抗为700欧；输出阻抗为700欧。绝缘阻抗，像传感器桥路和地间串一阻值和其相当电阻，绝缘电阻将影响传感器性能。灵敏度为3。零点补偿：补偿传感器零漂误差。滞后误差：剪切梁式传感器弹性体和底座间用螺栓连接，加载与卸载中弹性体和底座间接触面滑动，这引起传感器滞后。安全过载：允许在一定范围超负荷工作，一般为额定量程120%到150%。极限过载：传感器超过101.2吨到283吨将会损坏，一般为额定量程200%到500%。电缆长度，与布局有关，使用前看清楚电缆长度，不得加长或者剪短。

4 称重系统校准

校准通过仪表校准功能实现。称重仓空仓时，仪表保存一个和零对应的数值；给称重仓加一已知重量，仪表保存一个与其相应数值。称重传感器和物料间呈线性关系，通过这两点确定表明指示重量和仪表数值间关系直线，直线斜率为仓重和计数器数值比例因数。因数确定意味称重量值确定，称重仓中物料可准确被测量出来。

零点校准：目前我国定量装车中主要用称重仪表包括：TECH2000称重指示器，在神华集团神东公司乌兰木伦装车站和同煤集团装车系统使用；IQplus800称重指示器，在神华集团神东公司环线装车站与同煤塔山矿中使用；同忻矿使用IND780系统；黑岱沟煤矿使用国产SF33900型称重系统，它是一种在电动轮卡车上使用的，经过改进后为TDS-100T系统，增加称重精度与可靠性。

首先是零点校准，确保称重仓放空，不受外力影响，进入校准菜单，选零点校准确定，3次校准后保存结果。

5 称重系统工作原理

称重传感器把所受外力转换电压信号，用这个原理，校准称重系统后，传感器输出信号与物料重量呈线性关系，再经仪表处理显示物料重量，达到称重目的。称重仪表有2类输出信号，一类为模拟量，用在计算机上显示重量；另一类为数字量，也称开关量，每个数字量对应仪表上1设定值。实际装车中，通过4个设定值达到自动控制。1号设定值为1次关闭缓冲仓数值，2号设定值为2次关闭缓冲仓数值，3号设定值为完全关闭数值，是最终装在车皮内重量，4号设定值为空仓数值。

装车启动后，4号设定点无动作，表示称重仓内物料低于设置空仓量，PLC输出数字量信号命令液压系统把缓冲仓闸门打开进料。物料重量超过1号设定值，其对应继电器动作，PLC命令关闭4片闸门；物料重量超过2号设定值，其对应继电器动作，PLC命令关闭3片闸门，留1片继续给料；物料重量超过3号设定值，缓冲仓全部关闭。此时4个继电器全部在动作状态，缓冲仓给料称重完成。

操作人员手动打开卸料闸门装车，随着仓内物料装入车皮中，4个继电器依次复位，待4号设定点继电器复位，仓内物料已低于空仓重量，表示仓已放空，PLC立即命令称重仓闸门关闭。等关闭信号输进PLC后，缓冲仓闸门完全打开，重复上述称重过程，为装下节车准备。如此循环，到一列火车装完。

6 结语

应用新型称重系统使实测误差低于0.03%，装车精度实现0.05%。12年某煤矿外运795万吨，进港损溢率是-0.32%，远低于总公司设定-1.2%，在该煤矿历史中达到最好水平。本文介绍了新型称重系统构成、工作原理、传感器工作，总的来说，新型称重系统在快速装车系统中主要应用与装载火车上。

[1]桑敏.煤矿轨道矿车称重系统的设计[D].济南市：山东科技大学,2011.

[2]姜竞赛,李春杰.一种新型的高精度动态车辆称重系统[J].山东科学,2012,25(2)：87-91.

[3]刘丹,朱目成.新型单片机称重系统设计[J].电脑知识与科技,2011(20)：5005-5006.

[4]赵学岭,张光明.称重系统在无定重皇荇提升系统的研究应用[J].科学与管理,2011(6)：86-87.