地磅自動稱重系統(tǒng)的原理與故障處理方法
介紹了SCS-120t型靜態(tài)數(shù)字式地磅的系統(tǒng)組成與工作原理;總結(jié)了在日常工作中,靜態(tài)地磅的常見故障及相應(yīng)的解決方法;提出了靜態(tài)地磅使用中應(yīng)注意的一些問題。
一、概述
地磅是目前廣泛應(yīng)用的稱量計量設(shè)備之一。按其稱量方式可分為靜態(tài)地磅和動態(tài)地磅，按稱重傳感器輸出信號處理方式又可分為模擬式地磅和數(shù)字式地磅。
動態(tài)式地磅主要用于交通管制中對超載超限車輛的初步判定，作為執(zhí)法憑證，以及高速公路收費系統(tǒng)中，作為計重收費的重要手段，動態(tài)地磅的主要特點是在稱量過程中，稱重車輛無需完全靜止在稱臺上，允許緩慢通過秤臺，車速一般控制在3-5km/h即可完成稱重數(shù)據(jù)的讀取。所以動態(tài)地磅具有稱重效率高、量程范圍大、動態(tài)綜合誤差大等特點。
靜態(tài)地磅多用于公司與公司之間的汽運貨品的稱重計量，作為公司貨品貿(mào)易結(jié)算的重要依據(jù)。靜態(tài)汽車衡在稱重時，必須保證秤臺上的車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，否則在稱量過程當(dāng)中致使稱量數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差。
當(dāng)前的地磅多采用數(shù)字式稱重傳感器，數(shù)字式稱重傳感器具有信號穩(wěn)定、抗電磁干擾能力強(qiáng)、稱量精度高、重現(xiàn)性好、載荷線性范圍寬等特點，同時有著良好的防水防潮性。不論是靜態(tài)汽車衡還是動態(tài)地磅，計量的原理都是利用傳感器把被測質(zhì)量產(chǎn)生的作用力轉(zhuǎn)變成電信號，再經(jīng)過放大、轉(zhuǎn)換、輸入到計算機(jī)進(jìn)行采集處理，由打印機(jī)直接將被測質(zhì)量的重量打印出來。
由于靜態(tài)地磅是企業(yè)對外貿(mào)易結(jié)算的主要依據(jù)，該設(shè)備的運行狀況好壞和計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系著企業(yè)過磅計量效率、客戶雙方的經(jīng)濟(jì)利益和信譽，為此，按照計量法管理規(guī)定，地磅作為貿(mào)易結(jié)算的計量設(shè)備要按照檢驗周期每年進(jìn)行強(qiáng)制檢定。
我公司目前現(xiàn)有型號為SCS-120T地上靜態(tài)數(shù)字式地磅,運行狀況總體相對穩(wěn)定，但在近幾年使用過程中也陸續(xù)出現(xiàn)了幾次故障，本文結(jié)合此種地磅的特點和常見的故障現(xiàn)象，簡要介紹幾種故障處理的具體做法，以及日常使用的應(yīng)注意的問題。
二、結(jié)構(gòu)組成及工作原理
1.系統(tǒng)組成
SCS-120型靜態(tài)地磅稱重系統(tǒng)主要由稱重傳感器 、連接件、限位裝置、接線盒、大屏幕顯示儀表、計算機(jī)及配套操作軟件、打印機(jī)等幾部分組成，如圖1所示。

（1）秤臺和稱重傳感器
秤臺共分為3節(jié)，采用模塊化設(shè)計，搭接插扣式結(jié)構(gòu)連接，全長約21米，寬度3.4米，秤臺結(jié)構(gòu)采用 U形截面的冷彎型鋼組焊,整體鋼度、抗扭性能及臺面的局部鋼度均較好,可以自由組成多種規(guī)格，安裝測試維護(hù)方便，廣泛適用于各種種載貨卡車、自卸車、半掛車、罐車等車輛的稱重計量。
該地磅采用10只40tHBM橋式稱重傳感器，精度等級為0.03%，分辨率20kg,分別固定在秤板下方兩側(cè)的承重梁上。此種傳感器具有自診斷功能，可進(jìn)行故障報警，且還具有防雷擊、抗干擾能力強(qiáng)等特點。稱重傳感器在載重時其自身彈性體產(chǎn)生形變，電阻應(yīng)變橋失去平衡，把重量大小轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞敵?，從而實現(xiàn)力/電轉(zhuǎn)換。
（2）稱重數(shù)字化顯示儀表
數(shù)字化顯示儀表采用RS485接口與數(shù)字式稱重傳感器實現(xiàn)通訊，最多可以外接32只數(shù)字傳感器。可進(jìn)行手動或自動偏載調(diào)節(jié)（四角調(diào)整），可以自動對單只傳感器尋址并且讀取數(shù)據(jù)，也可以現(xiàn)場自動修改傳感器的編號。多采用開關(guān)穩(wěn)壓電源、大屏幕數(shù)碼管顯示、不銹鋼金屬外殼，具有良好的屏蔽抗干擾性，稱重傳感器輸出的電信號經(jīng)過稱量儀表模數(shù)轉(zhuǎn)換、放大處理、數(shù)字邏輯運算、顯示驅(qū)動等電路處理，最后顯示出稱量數(shù)據(jù)。
（3）限位裝置
限位裝置由限位底座及限位螺栓組成，每臺地磅上裝有8個限位裝置。分別安裝在稱臺縱向和橫向兩端。其作用是阻止地磅在稱量時大范圍的前后、左右晃動，確保稱重傳感器的使用壽命和數(shù)據(jù)的快速穩(wěn)定。在溫差較大的冬夏兩季，該裝置需及時檢查并作微量調(diào)節(jié)，保證其限位間隙在4-5mm ,間隙過大易造成稱量過程中秤板整體晃動,稱量數(shù)據(jù)難以穩(wěn)定,間隙過小, 在稱量過程中秤板易產(chǎn)生接觸摩擦，從而增大計量誤差。
2.工作原理
地磅是利用應(yīng)變電測原理進(jìn)行稱重計量，即被稱重物或載重汽車置于秤臺上時，在重力作用下，稱臺將重力相對均勻地傳遞至安裝在承重支承頭上的稱重傳感器上，稱重傳感器彈性體產(chǎn)生形變。在每個稱重傳感器的彈性體上粘貼有4個應(yīng)變計，由此構(gòu)成惠斯登電橋，貼附于彈性體應(yīng)變梁上的應(yīng)變計橋路失去平衡，輸出與重量數(shù)值成正比的電信號，經(jīng)線性放大器將信號放大，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，有大屏幕顯示儀表的微處理機(jī)對重量信號進(jìn)行處理后直接顯示重量數(shù)據(jù)，如果配置計算機(jī)可將計量數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理，進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存和打印。
三、故障現(xiàn)象及處理方法
1.故障現(xiàn)象：儀表顯示有漂移現(xiàn)象
可能原因：由于稱重傳感器底座長期浸水受潮，限位銷腐蝕缺損，信號線纏繞緊繃致使信號線的絕緣外皮磨損開裂，部分屏蔽線斷裂，信號線裸露，從而導(dǎo)致其整體性能變差，抗干擾能力減弱。
解決辦法：整體更換信號線已破損的同規(guī)格稱重傳感器，對缺損的限位銷進(jìn)行更換，檢查每一只傳感器的內(nèi)碼值，進(jìn)一步確認(rèn)存在問題的傳感器，更換后對其進(jìn)行標(biāo)定和稱量數(shù)據(jù)比對，重新進(jìn)行段差、角差測試。
如何判斷某個傳感器有故障：儀表關(guān)機(jī)，插上修改地址插頭，然后儀表接上待判定那個傳感器（只能接一個傳感器）。開機(jī)自檢后顯示所接傳感器的編號，按輸入鍵后，儀表顯示此傳感器的所受載荷，根據(jù)儀表顯示值可直觀判斷此傳感器是否有故障。
2.故障現(xiàn)象：儀表開機(jī)后自檢，然后顯示……死機(jī)。
可能原因：計算機(jī)內(nèi)安裝的接線盒中信號線正負(fù)極線接反。
解決辦法：斷開電源，用儀表檢測所有傳感器電纜線與總線的相應(yīng)色線是否正確，測試之間有無碰線，重新連線后即可。紅黑線為直流12v電源線，白綠線為信號線。
3.故障現(xiàn)象：在儀表和計算機(jī)連接后，大屏幕顯示儀表有數(shù)據(jù)顯示，而計算機(jī)上的運行稱重軟件無數(shù)據(jù)顯示。
可能原因：稱重軟件版本較老，存在BUG.
解決辦法：更新稱重軟件、開啟電源時，先打開顯示儀表的電源，隨后再打開計算機(jī)的電源。
4.故障現(xiàn)象：稱重車輛下稱臺后，儀表上仍顯示一個比較大的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)自動歸零。
可能原因：稱臺的限位裝置被卡死，限位間隙余量過小。
稱重傳感器底部有臟物使得稱重傳感器無法自由活動。
解決方法：檢查稱臺的限位裝置，其間隙一般調(diào)至4-5mm為佳。
調(diào)整限位間隙時，建議對限位螺栓涂抹黃油，可有效減緩其生銹卡死，方便以后調(diào)節(jié)，在溫差較大的冬夏兩季，要及時檢查限位裝置的限位間隙余量是否合適，做到及時調(diào)整。
及時檢查并清理稱重傳感器周圍及稱臺底部的灰泥等臟物，保證稱重傳感器和整個稱臺能夠自如活動。
5.故障現(xiàn)象：顯示錯誤信息：ERRON     
可能原因：儀表與第N 號傳感器通訊不上,該傳感器有故障或其連接線有故障。
解決辦法：檢查傳感器與接線盒之間的連線，測量其紅、黑連線間是否有11.5-12V 的直流電壓，若有電壓正常  則可判斷為該傳感器已損壞，需更換相同規(guī)格和地址的傳感器，若無電壓，測量儀表與接線盒連接的DB9插頭上的紅黑連線有否11.5-12V電壓，若有則為儀表與接線盒的連線已斷路，若無電壓，則顯示儀表內(nèi)部供電已損壞，需要更換顯示儀表。更新新的傳感器要進(jìn)行地址的標(biāo)記，無論更換傳感器還是更換顯示儀表，整個稱重系統(tǒng)都需進(jìn)行標(biāo)定確保稱重數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
6.故障現(xiàn)象：儀表顯示四個字母FFFF.
可能原因：車輛嚴(yán)重超載，總重量超出電子地磅有效量程所致。
解決辦法：將車輛駛出秤臺后，適當(dāng)卸掉部分貨物后重新進(jìn)行稱重計量，通過在顯示儀表內(nèi)部設(shè)定有稱重的上限，一般為最大稱重數(shù)，超過此上限后，儀表就會顯示FFFF代碼，可在地磅入口處設(shè)立醒目噸位標(biāo)示牌，提示司機(jī)注意車輛載重。
四、注意事項
為保證地磅自動稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，減少故障，日常使用中應(yīng)注意以下幾個方面：
1.整個稱重系統(tǒng)的電路部分要有可靠地接地系統(tǒng)和避雷措施，以免對傳感器和儀表造成損壞。
2. 嚴(yán)禁在稱重過程中使用電焊操作或其他強(qiáng)電流設(shè)備，以免對稱重傳感器造成永久性損壞。
3. 要加強(qiáng)對稱重傳感器周圍衛(wèi)生的清理，以避免贓物對其造成稱重影響。尤其是在冬季下雪由于天氣寒冷，如果沒有及時清理臟物或積雪，一旦上凍將會對稱重傳感器造成很大的影響。
4.確保稱重傳感器定位銷的完整，一旦缺失，稱重傳感器在使用過程中，會隨秤臺的晃動而轉(zhuǎn)動，從而造成信號線的纏繞，若不及時恢復(fù)，將會造成斷線，影響稱重。
5.防止過重車輛過磅，雖然汽車衡能夠稱重120t以下的車輛，但電子地磅的最佳使用范圍為稱重量程的30%-70%之間，汽車過重，長時間的使用會減少傳感器的使用壽命。
6.在溫差較大的冬夏兩季，要及時檢查和調(diào)整限位裝置，保證其限位間隙余量在4mm-5mm范圍內(nèi)。
7.定期檢查稱重傳感器及信號線，清理秤臺底部雜物，保證傳感器無雜物覆蓋，定位銷完整無缺損，信號線絕緣層完好無破裂、無纏繞，接線盒密封固定良好等。
五、結(jié)束語
靜態(tài)數(shù)字式地磅目前作為常用的法定計量設(shè)備。應(yīng)用較為廣泛且相對穩(wěn)定。在安裝初期要注意地基的牢固、基礎(chǔ)的水平及接地設(shè)施的良好，接地電阻值應(yīng)保證小于10Ω，在使用中要時常檢查稱重傳感器部分，傳感器定位銷，信號連線，限位部分，接地端子等是否處于正常狀態(tài)，檢修作業(yè)時按照檢修規(guī)程進(jìn)行規(guī)范作業(yè)，做好日常的維護(hù)與維修工作，按計量法規(guī)進(jìn)行定期標(biāo)定，是確保稱重系統(tǒng)穩(wěn)定運行，減少故障，延長其使用壽命、保證計量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的有效措施。