數(shù)字式地磅在煤炭銷售計(jì)量中的實(shí)際應(yīng)用

本文介紹了數(shù)字式地磅的組成、安裝調(diào)試、檢修等方面知識(shí)，闡述了數(shù)字式地磅與模擬式地磅相比的一些獨(dú)到之處和優(yōu)點(diǎn)。

一、引言

隨著數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的高速發(fā)展，極大地促進(jìn)了地磅的數(shù)字化的發(fā)展，數(shù)字式地磅主要由數(shù)字式稱重傳感器和數(shù)字式儀表等零部件組成，它是在傳統(tǒng)的模擬式地磅的基礎(chǔ)上，采用數(shù)字稱重技術(shù)發(fā)展起來的新產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的模擬式地磅相比具有抗干擾能力強(qiáng)、角差易調(diào)整、免標(biāo)定、不間斷工作、具有自我識(shí)別功能、便于故障診斷和易實(shí)現(xiàn)加密、防作弊效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。

數(shù)字式地磅由于使用數(shù)字式傳感器，其線性、溫度性能、蠕變和滯后等指標(biāo)明顯優(yōu)于模擬式地磅，同時(shí)，還從技術(shù)上解決了長期以來困擾汽車衡維護(hù)的更換傳感器和儀表須重新標(biāo)定的問題。因數(shù)字式地磅采用了數(shù)字技術(shù)，構(gòu)成方式與模擬式地磅有較大的差異，使得兩者在安裝調(diào)試、維修等方面也有明顯的不同。

二、數(shù)字式地磅的安裝

（一） 傳感器與儀表的連接傳感器與秤臺(tái)的安裝與模擬式地磅一樣，但傳感器與儀表的接線有較大的區(qū)別，這是數(shù)字式地磅安裝最基本也是最重要的步驟之一。首先要知道接口中各引腳的定義，目前的數(shù)字式傳感器接口一般采用 RS485 通訊方式，分兩線制和四線制兩種接口方式。

（1） 兩線制方式采用兩線制方式 （半雙工方式） 與儀表通訊，

這種方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)不能同時(shí)進(jìn)行，同一時(shí)刻數(shù)據(jù)只能單向傳輸；傳感器采用五芯通訊電纜，其中電源線兩根 （如 +V 和 - V），通訊線兩根，屏蔽線一根。通訊線一般用代號(hào) A、B 表示，其中 A

表示 RS485+，B 表示 RS485- ?？梢耘鋫鋬删€制和四線制 RS485 接口的數(shù)字儀表。接線時(shí)所有的傳感器和儀表的電源正相連、電源負(fù)相連、數(shù)據(jù)正（A 或 T+） 相連、數(shù)據(jù)負(fù) （B 或 T-） 相連，即儀表的發(fā)送和接收的負(fù)信號(hào)短接，接傳感器的發(fā)送和接收負(fù)；儀表的發(fā)送和接收的正信號(hào)短接，接傳感器的發(fā)送和接收負(fù)。

四線制方式

采用四線制方式 （全雙工方式） 與儀表通訊，這種方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)可同時(shí)進(jìn)行，提高了數(shù)據(jù)處理速度。傳感器采用七芯通訊電纜，其中電源線兩根 （如 +V 和 - V），通訊線四根，屏蔽線一根。一般用 T+ 表示數(shù)據(jù)發(fā)送正端，T- 表示數(shù)據(jù)發(fā)送負(fù)端，R+ 表示數(shù)據(jù)接收正端，R- 表示數(shù)據(jù)接收負(fù)端（注意：接線時(shí)請(qǐng)仔細(xì)查看傳感器的說明書，有些廠家采用不同的定義標(biāo)準(zhǔn)）。四線制 RS485 接口的傳感器一般只能連接提供四線制接口的儀表。接線時(shí)遵循電源正相連，電源負(fù)相連，所有傳感器的數(shù)據(jù)接收正 （R+） 連在一起再與儀表的數(shù)據(jù)發(fā)送正（T+） 相連，所有傳感器的數(shù)據(jù)接收負(fù) （R-） 連在一起再與儀表的數(shù)據(jù)發(fā)送負(fù)（T-） 相連，即發(fā)送接接收，接收接發(fā)送，正對(duì)正，負(fù)對(duì)負(fù)實(shí)際應(yīng)用中，先把所有傳感器的電纜集中連接到接線盒中，然后通過一根總電纜與數(shù)字儀表相連。

（二） 安裝前的準(zhǔn)備工作

一般在數(shù)字式傳感器安裝前，先設(shè)置和標(biāo)示數(shù)字式傳感器的通訊地址，設(shè)置操作可使用數(shù)字儀表提供的通訊地址設(shè)置功能來完成。為了調(diào)試和維修方便，必須記下每個(gè)不同地址編號(hào)的傳感器在秤臺(tái)的安裝位置，該地址與傳感器安裝位置一一對(duì)應(yīng)，以及每個(gè)不同地址編號(hào)的傳感器導(dǎo)線在接線盒的連接位置。傳感器地址由儀表自動(dòng)排序，一般按照安裝次序由小到大編碼，以 10 只傳感器為例，可依次將通訊地址設(shè)為 1、2、3、4、5、6、7、8、9 和 10，設(shè)置完成后，在傳感器（或?qū)Ь€） 醒目位置及與接線盒的接口端做明顯的標(biāo)識(shí)，以便今后安裝和連接。

（三） 安裝與調(diào)試

下面介紹D2002E 型儀表的數(shù)字式地磅的安裝調(diào)試。

（1） 安裝

數(shù)字式地磅的秤體安裝要求與模擬式汽車衡一樣，也需要基礎(chǔ)平整可靠，傳感器和秤臺(tái)接觸良好，安裝時(shí)要確保傳感器位置的準(zhǔn)確，使每個(gè)傳感器受力相對(duì)均勻。有人認(rèn)為數(shù)字式汽車衡進(jìn)行的是數(shù)字方式，可調(diào)整的范圍非常大，不必嚴(yán)格要求每個(gè)傳感器受力均勻，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明上述觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，數(shù)字式傳感器數(shù)字調(diào)角差的范圍的確很大，無論傳感器受力差異再大，都能修正過來，但是，這樣調(diào)試的結(jié)果都是暫時(shí)的，使用一段時(shí)間后，角差和線性會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的改變，導(dǎo)致計(jì)量準(zhǔn)確度改變。同時(shí)，在傳感器受力不均勻的情況下，數(shù)字角差修正的精度也不理想。

（2） 傳感器安裝中的注意事項(xiàng)

1） 總信號(hào)線的要求

總信號(hào)線在沒有特殊要求的情況下，出廠標(biāo)準(zhǔn)長度一般為 15m，超過此長度需定做，用戶不能隨意加長或更換其他信號(hào)線。

2） 傳感器的水平調(diào)整順序

秤臺(tái)、傳感器安裝好后，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)其中一角或多角不平的現(xiàn)象，一般是從偏差較大的角開始加減墊片，以達(dá)到理想的狀態(tài)。

3） 接線要求

稱重系統(tǒng)聯(lián)機(jī)時(shí)，所有傳感器導(dǎo)線必須按接線板上的標(biāo)識(shí)連線，以免損壞傳感器和儀表。一定要確保電源線連接正確無誤，尤其是在安裝結(jié)束通電調(diào)試前，要再次仔細(xì)核查電源線連接的正確性，以免造成傳感器內(nèi)部電路損壞。

4） 系統(tǒng)接地

整個(gè)電子稱重系統(tǒng) （包括傳感器、儀表等）必須有良好的接地，以有效防止各種電磁干擾和雷電侵害，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

（3） 調(diào)試

一般情況下，地磅安裝完畢且通訊正常后，應(yīng)首先在數(shù)字儀表上設(shè)置如小數(shù)點(diǎn)、分度值、最大秤量等參數(shù)，并對(duì)地磅進(jìn)行一次簡單標(biāo)定，然后用盡可能接近滿量程的載重汽車在秤臺(tái)上來回壓 3 次 ~5 次，以保證秤臺(tái)各部分穩(wěn)固、壓實(shí)，傳感器垂直受力。壓完后空秤狀態(tài)下，儀表應(yīng)能可靠回零，否則需檢查秤臺(tái)和傳感器是否存在安裝問題，基礎(chǔ)是否存在不實(shí)等問題。當(dāng)數(shù)字儀表回零理想后，可通過查看空秤時(shí)每只傳感器輸出的碼值來初步判斷傳感器受力情況。

先將儀表通電，按檢查鍵看每只傳感器的內(nèi)碼值，每個(gè)傳感器的內(nèi)碼值即為傳感器受到秤臺(tái)重量的一個(gè)大概值，理論上是將秤臺(tái)看作質(zhì)量分布均勻，安裝在秤臺(tái)中間的傳感器受力比兩邊的傳感器所受的力要大，其碼值大約為 2∶1 的比例關(guān)系。為了保證傳感器的受力均勻，要求安裝在秤體邊上的四個(gè)傳感器的四個(gè)內(nèi)碼值中的的最大值與最小值相差要小于 400，安裝在秤臺(tái)中間的傳感器的內(nèi)碼值中的最大值與最小值相差要小于 400，

且中間傳感器的內(nèi)碼值大約是四周四個(gè)傳感器內(nèi)碼值的兩倍。檢查中若發(fā)現(xiàn)某只傳感器的內(nèi)碼值異常大或小，則說明傳感器安裝不平，須通過加減墊片的方法將秤臺(tái)調(diào)平，直至滿足上述條件，說明秤臺(tái)安裝良好，傳感器受力相對(duì)均勻。特別要注意：如果傳感器、秤臺(tái)安裝不平，則會(huì)造成汽車衡的段差，即使通過儀表的角差調(diào)整功能也解決不了問題。

（四） 角差調(diào)整當(dāng)以上所有工作完成后，就可對(duì)地磅進(jìn)行

角差調(diào)整。角差修正前最好對(duì)地磅進(jìn)行一次初標(biāo)定。

由數(shù)字傳感器組成的秤，其角差的調(diào)整可以通過儀表軟件自動(dòng)調(diào)整。由于儀表可以讀取到每個(gè)傳感器的受力情況，因此只要在各角加載一遍，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，一遍加載即可完成角差調(diào)整，非常簡便快捷。

（1） 手動(dòng)角差調(diào)整

先用 n-11 Max （Max 最大秤量，n 為傳感器的個(gè)數(shù)） 的砝碼壓某號(hào)傳感器正上方，按四角手動(dòng)鍵，儀表顯示 no，按輸入鍵，顯示該傳感器的角差系數(shù)，若儀表顯示值比實(shí)際砝碼值大，則可下調(diào)該傳感器的角差系數(shù)，反之，則將該傳感器的角差系數(shù)上調(diào)，直至儀表顯示值與砝碼值一致。然后，依次對(duì)其他所有傳感器進(jìn)行壓角修正一遍，整個(gè)角差調(diào)整過程結(jié)束。角差系數(shù)調(diào)整可參照以下估算公式：

式中：K'—角差系數(shù)；

L—加載砝碼重量值；

E—儀表顯示值與砝碼值之差。

也可不用估算，但要多次調(diào)整系數(shù)才能到達(dá)目的。

（2） 自動(dòng)角差調(diào)整按四角自動(dòng)鍵，輸入密碼，按輸入后再輸入傳感器的個(gè)數(shù)，輸入壓角重量，按輸入顯示 No1，

在第一角加載輸入量，待穩(wěn)定后按輸入再進(jìn)行下一個(gè)角，直至 n 個(gè)角，最后按輸入退出。這種調(diào)試角差方法的效果不是太理想，有時(shí)會(huì)有一個(gè)分度值的段差，要想段差更小，稱量更準(zhǔn)確，建議采用手動(dòng)四角調(diào)整。

四角調(diào)整符合要求后，必須進(jìn)行量程校準(zhǔn)，即標(biāo)定操作。不同廠家的數(shù)字儀表調(diào)試和標(biāo)定的方法不一致，請(qǐng)參見相應(yīng)的技術(shù)和使用手冊(cè)。

三、常見故障及處理辦法

由于數(shù)字式傳感器是在傳統(tǒng)電阻應(yīng)變式傳感器基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代微電子技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的集成而發(fā)展起來的一種新型的電子稱重技術(shù)，因此，數(shù)字式汽車衡與模擬式地磅的現(xiàn)場(chǎng)維修也有較大區(qū)別，數(shù)字式汽車衡智能化程度很高，數(shù)字儀表具有自診斷功能，便于故障查找，利用三用表等傳統(tǒng)的檢測(cè)手段已無法判斷傳感器的好與壞。數(shù)字式地磅的故障現(xiàn)象多種多樣，引發(fā)故障的因素也很多，稱重系統(tǒng)的各個(gè)構(gòu)成部分和外部環(huán)境都有可能引發(fā)故障，且相同的故障現(xiàn)象往往由不同的原因引起。

以下介紹 儀表的數(shù)字式地磅的故障處理。

（一） 數(shù)字地磅出現(xiàn)段差現(xiàn)象可能原因：排除傳感器損壞的可能性，主要是因秤體加工和安裝不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的系統(tǒng)故障，有以下幾個(gè)方面的問題。

（1） 傳感器安裝受力嚴(yán)重不平衡導(dǎo)致的角差無法消除。

（2） 秤臺(tái)撓度不夠?qū)е陆遣顭o法消除，角差隨加載重量成比例增大。

（3） 秤體扭曲變形導(dǎo)致角差、段差無法消除。

（4） 兩秤臺(tái)搭接不可靠導(dǎo)致段差過大。

解決辦法：在排除以上問題后，用 D2000E 型儀表提供的手動(dòng)四角調(diào)整或自動(dòng)模式，具體步驟如下：首先按四角自動(dòng)鍵，儀表顯示 Ant，輸入傳感器總數(shù)后，設(shè)置壓角砝碼重量值，然后在 01 號(hào)傳感器正上方加載砝碼，按輸入鍵確認(rèn)，依此類推，直至在所有傳感器正上方加載一遍，角差調(diào)整完成。

（二） 儀表數(shù)字不穩(wěn)定可能原因：接地不良和傳感器漂移

解決方法：首先檢查接地是否完好、可靠，包括電源接地，儀表的金屬外殼接地，秤體、傳感器等接地。在確定接地安全可靠后，再通過

D2002E 型儀表查看傳感器內(nèi)碼的檢查鍵逐一查看每一只傳感器當(dāng)前的受力情況，若發(fā)現(xiàn)某只傳感器的碼值輸出有時(shí)不穩(wěn)定、跳變，而其它傳感器輸出的碼值都很穩(wěn)定，則可判定該傳感器損壞引起儀表數(shù)字不穩(wěn)，更換后儀表恢復(fù)正常。

（三） 在安裝、使用過程中，儀表顯示 Err01。

可能原因：01 號(hào)傳感器有故障、其線路連接有問題或?qū)Ь€損壞。

解決方法：檢查傳感器、接線盒、儀表的連接是否完好，然后查找 01 號(hào)傳感器，若無 01 號(hào)傳感器，則表明該傳感器的地址可能丟失或被修改，用儀表的修改地址功能將該傳感器的地址編號(hào)輸入或改回原來的地址編號(hào)。如果找到 01 號(hào)傳感器，測(cè)量其接線板上紅、黑連接線間是否有9V~12V 的電壓，若無電壓，則測(cè)量儀表與接線盒總連線的 DB9 插頭坐上的紅黑連線是否有 9~12V電壓，若有電壓，則儀表與接線盒的連線斷路；若無電壓，則儀表內(nèi)部供電損壞，需更換儀表。

四、結(jié)束語

數(shù)字式地磅因?yàn)椴捎昧藬?shù)字技術(shù)，因此具有傳統(tǒng)的模擬式汽車衡無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，它采用的數(shù)字式稱重傳感器以可靠性高、免標(biāo)定、傳輸距離遠(yuǎn)、角差容易調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，成為了當(dāng)今衡器行業(yè)的新寵。特別是在系統(tǒng)檢修過程中，因數(shù)字式地磅有利用數(shù)字儀表時(shí)刻監(jiān)視每只傳感器的工作狀態(tài)、便于故障診斷等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)以及其它諸多便利和優(yōu)點(diǎn)，而愈來愈廣泛地應(yīng)用于煤炭、冶金、港口等行業(yè)。