電子地磅數(shù)字接線盒在能源計(jì)量中的應(yīng)用

在能源計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)管理中使用地磅可實(shí)現(xiàn)原材料進(jìn)出料稱重，但原材料進(jìn)出料稱重時(shí)，如果采用模擬傳感器接線盒，稱重傳感器與計(jì)量顯示儀表都存在長(zhǎng)距離傳輸，且大多數(shù)地磅的安裝現(xiàn)場(chǎng)條件比較苛刻等諸多問(wèn)題。 為了適應(yīng)能源計(jì)量管理，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件差、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，我們采用數(shù)字接線盒的方式，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字角差調(diào)整與數(shù)字信號(hào)輸出。

一、數(shù)字接線盒工作原理

每個(gè)稱重傳感器獨(dú)立供電，采用獨(dú)立A/D轉(zhuǎn)換、獨(dú)立數(shù)字濾波，通過(guò)各稱重傳感器信號(hào)加權(quán)疊加、角差調(diào)整（即調(diào)整各稱重傳感器的加權(quán)系數(shù)）。

二、數(shù)字接線盒數(shù)據(jù)關(guān)系與數(shù)字處理

1.首先每個(gè)稱重傳感器獨(dú)立A/D采樣 ，數(shù)字濾波處理，得到穩(wěn)定的A/D值xi。

2.通過(guò)各個(gè)稱重傳感器A/D值，進(jìn)行加權(quán)合成，加權(quán)系數(shù)ki，零位A/D總值Zo，Pw是標(biāo)定系數(shù)。

W=Pw×〔∑（xi×ki）-Zo〕

3.角差自動(dòng)調(diào)整過(guò)程

空載時(shí)，采集各稱重傳感器A/D值，x10、x20、x30、x40，然后對(duì)各個(gè)角加載同一重物Wj，得到下列方程組：

Wj =Pw ×〔（x11 -x10） ×k1 +（x21 -x20） ×k2 +（x31 -x30） ×k3 +

（x41-x40）×k4〕

Wj =Pw ×〔（x12 -x10） ×k1 +（x22 -x20） ×k2 +（x32 -x30） ×k3 +

（x42-x40）×k4〕

Wj =Pw ×〔（x13 -x10） ×k1 +（x23 -x20） ×k2 +（x33 -x30） ×k3 +

（x43-x40）×k4〕

Wj =Pw ×〔（x14 -x10） ×k1 +（x24 -x20） ×k2 +（x34 -x30） ×k3 +

（x44-x40）×k4〕

解上面的方程組， 得到新的角系數(shù)：k1′、k2′、k3′、k4′。

消角差， 采用新的角系數(shù) ki′ ， 計(jì)算加權(quán)合成重量。

W=Pw×〔∑（xi×ki′）-Zo〕

4.重量標(biāo)定過(guò)程

空載時(shí)，記錄加權(quán)合成值Zo=∑（xi×ki），同時(shí)保存各稱重傳感器零點(diǎn)A/D值xio。

加載砝碼We，對(duì)應(yīng)的加權(quán)合成值Ze=∑（xi×ki）

計(jì)算標(biāo)定系數(shù)Pw=We/（Ze-Zo）

5.由于能采集各稱重傳感器加載值xi，各A/D增值（xi-xio），可以判斷各稱重傳感器的加載先后 ，從而判斷重物加載方向。

6.由于數(shù)字接線盒自帶按鍵顯示器，調(diào)整都在數(shù)字接線盒內(nèi)完成，不依賴外部?jī)x表。

三、數(shù)字接線盒的優(yōu)點(diǎn)

1.每個(gè)稱重傳感器獨(dú)立供電和輸出，不會(huì)破壞原

傳感器的溫度補(bǔ)償性能。

2.每個(gè)稱重傳感器獨(dú)立A/D轉(zhuǎn)換，獨(dú)立數(shù)字濾波，穩(wěn)定性更好，可判斷單個(gè)傳感器故障。

3.各稱重傳感器信號(hào)加權(quán)疊加 ，輸出信號(hào)大 ，是模擬接線盒輸出的N倍。

4.數(shù)字接線盒自帶調(diào)試操作器 ，自動(dòng)角差調(diào)整 ，角差調(diào)整方便、快速、高精度。

5.由于各稱重傳感器加載都能數(shù)字識(shí)別，所以能判斷稱重加載方向。

6.沒(méi)有其他可動(dòng)部件，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。

7.數(shù)字接線盒和顯示儀表采用數(shù)字信號(hào)傳送 ，具有承受傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

8.采用加裝無(wú)線傳輸模塊,方便實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸.

四、地磅數(shù)字接線盒在能源管理中的應(yīng)用

1.由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，如果采用普通模擬接線盒調(diào)整角差更困難。采用數(shù)字接線盒，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整方便快捷，而且角差調(diào)整準(zhǔn)確，尤其是自動(dòng)角差調(diào)整。

2.采用數(shù)字接線盒無(wú)線傳輸工程量減少成本降低，解決了原工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)布線困難，易損壞的問(wèn)題。

3.普通模擬接線盒不能判別重物進(jìn)入秤臺(tái)的方向，數(shù)字接線盒的重物加載方向判別功能，可以自動(dòng)兩次計(jì)量，計(jì)量準(zhǔn)確度高。

4.數(shù)字接線盒由于自動(dòng)判別重物加載方向，還能作方向自動(dòng)修正，計(jì)量準(zhǔn)確度更高。

五、小結(jié)

福建省計(jì)量科學(xué)研究院在全國(guó)率先開展能源計(jì)量數(shù)據(jù)采集，數(shù)字接線盒從2011年起已在多家企業(yè)試運(yùn)行，用于大部分企業(yè)在用的工業(yè)鍋爐煤耗稱量。在生產(chǎn)中采用數(shù)字接線盒進(jìn)行給煤裝置技術(shù)改造，在節(jié)約能源和員工績(jī)效考評(píng)等方面可產(chǎn)生以下作用。一是能夠及時(shí)準(zhǔn)確地掌握每日、每班，甚至每小時(shí)的能源消耗量；二是能夠及時(shí)通過(guò)煤耗了解每批用煤的質(zhì)量，為企業(yè)今后能源采購(gòu)提供參考；二是通過(guò)數(shù)據(jù)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)不同班組在生產(chǎn)中消耗能源的差別，使管理者能夠根據(jù)裝置作出的判斷進(jìn)行工藝和操作上的改進(jìn)，四是有利于加強(qiáng)內(nèi)部績(jī)效管理和考核。