如何安装调试辊压机进料称重仓.

辊 压 机 进 料 称 重 仓 电 气 调 试

（成都利君电气调试培训资料之二）

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一、概述

二、称重传感器

2.1称重传感器原理：

2.2 称重传感器的种类和选型 2.3 称重传感器量程选择 2.4 称重传感器常用参数描述 2.5 称重传感器电缆

2.6 怎样识别传感器接线和判断传感器是否正常 2.7 称重仓应该安装几只传感器 2.8 称重仓和称重传感器的安装 三、称重仪表 3.1 称重仪表概述

3.2 称重仪表常用参数和功能 3.2 称重仪表选型注意事项 3.3 称重仪表的安装

3.4 称重传感器和称重仪表之间的接线 四、称重仓的标定 4.1 标定的基本知识

4.2 称重仓的两种标定方法描述 4.3 带数码显示仪表的标定方法 4.4 自制简易毫伏信号发生器。

4.5 称重仪表模拟量输出部分标定方法 五、常见故障处理流程

六、WM-0800重量变送器使用指南 6.1 主要技术指标： 6.2 仪表选型注意事项： 6.3 安装和接线 6.4 标定方法

6.5 特殊情况下的标定方法一 6.6 特殊情况下的标定方法二

辊压机进料称重仓电气调试

一、概述：

辊压机基于料层粉碎原理，进料必须连续、稳定并具有一定的料压力，为此在辊压机进料端上部设置一个称重仓和溜子来保证进入辊压机的料流稳定。 称重仓可以帮助操作人员了解仓内料位高度，随时保持合适的料面高度以便能建立最适合辊压机操作的料压力。

称重仓是指能够被整体称量重量的料仓，料仓的承重点支撑在称重传感器上，物料来料从仓顶进入，卸料从仓下溜子卸出。，为保证计量准确，来料和卸料溜子同料仓连接的部位都要求采用软连接，仓体其它部位不能和除传感器以外的物体刚性连接或接触（能够上下滑动的、柔性的限位器除外）。一般来说料仓由3个均匀分布支点支撑（特殊情况下也有4个或更多个支点的），称重仓设计和安装时应尽量保证每个支点的承担的重量是相同的。 二、称重传感器 2.1称重传感器原理：

称重传感器的作用是将作用在它上面的力转变成可以测量的电信号，称重传感器有很多种类，以信号转换原理分可分为压磁式、电容式、液压式、振弦式、电阻应变片式等，其中以电阻应变片式应用最广。称重仓基本都选用电阻应变片式称重传感器。

电阻应变片式称重传感器的核心是传感器内部的金属弹性体（或称为敏感梁或弹性元件）及一组采用特殊工艺粘贴在弹性体上的电阻丝（也有采用电阻薄膜的），这些电阻丝称为电阻应变片。传感器受压后弹性体产生弹性变形，这个变形导致粘贴在一起的电阻丝长度改变，电阻丝的电阻值也随之变化，由于弹性体变形量和施加在传感器上的力成正比，因此只要检测出电阻值的变化就能测出力的大小。

在传感器内一组电阻应变片按照惠斯登电桥方式连接，电桥方式有一系列的优点，它可以补偿侧向力干扰、补偿温度变化影响等。称重传感器内部电路原理示意图如图2所示，采用全桥式等臂电桥。

称重传感器接上仪表工作时，相当于在电桥A、B两点间加上恒定的供桥电压，当称重传感器没有受压时电桥平衡，C、D之间无电压差。当传感器受压时电阻R1~R4阻值发生改变，电桥平衡被破坏，C、D两点间出现电压差，电压差大小和所受力成正比。

图2 称重传感器内部原示意理图

当一个称重仓采用多只传感器共同工作时，应选择相同规格和参数的传感器（即传感器配对），接线时将各只传感器的相同端并联在一起，也就是并联组桥，组桥之后的输出信号电压是所有传感器信号电压的平均值。同一个仓的传感器需要配对使用，配对要求各个传感器量程相同，灵敏度系数和输出电阻误差小，在称重仓应用场合对传感器参数配对要求不严格，只要是同规格传感器，参数相差不大的产品即可。

由于制造误差原因，实际上传感器空载时还有很小的电压输出，国家标准规定：10V激励电压时称重传感器空载小于正负400uv输出。市场上传感器大多在正负100uv以内。 2.2 称重传感器的种类和选型

电阻应变片式称重传感器根据应用场合的不同有很多种类，简单的按受力方式可分为剪切式、拉伸式，压力式。有关称重传感器的种类和选型知识内容很多，这里不再赘述。如图3、4、5为称重仓常用的几种称重传感器。这几个传感器都是压力式，即称重仓的力（重量）是压在传感器承压头上

图3 杭州南洋GY-1型称重传感器 图4 常州托利多SBD型称重传感器

图5 德国HBM公司RTN型称重传感器 2.3 称重传感器量程选择

称重传感器量程依据称重仓可能对传感器产生的最大压力确定。一般来说，传感器的量程越接近它上面的的载荷，其称量准确度就越高。但在实际选择时，除了考虑加在传感器上的正常载荷外，还要考虑事故载荷、偏载、以及振动冲击等动态载荷。因此在选用传感器量程时应留有一定的富裕量来保证传感器的安全和寿命。

根据经验，称重传感器工作在其30%～80%量程内为最佳，一般辊压机粉磨系统安装称重仓的位置，振动和冲击负荷比较小，仓体和溜子重量一般小于5吨，辊压机标准称重仓

的仓内物料装载量按照30吨设计（在事故状态下最多可能有40多吨物料），加上一些偏载因素，称重仓采用3个支点时每个传感器承受的压力约为15~20吨，传感器量程选择20~30吨均可。称重仓采用4个支点时建议仍按照3支点选择量程，因为4个支点很难保证每个传感器均匀受力。

对于未按30吨标准装载量设计的称重仓，可以参照上述原则选择量程。如果在使用过程中存在较大冲击力，还可以再增加些富裕量。称重传感器一般有120~150%FS的安全过载能力（请参看相应说明书），在安全过载范围内短期使用不会损坏传感器。

选择好量程后套用传感器厂家的标准系列值，例如：15、20、25、30、40吨等，比较特殊的是杭州南洋生产的GY-1型传感器，这个传感器按照出口标准生产，量程是按千磅（单位：klb）英制单位计算，每千磅等于0.4535吨，常用的50klb量程等于22.675吨。 2.4 称重传感器常用参数描述

表征称重传感器性能的参数很多，除了前面已经介绍的量程外、主要参数还有灵敏度系数、输入输出电阻、非线性误差、滞后、重复性误差、蠕变，飘移等。

电阻应变片式称重传感器是一种很成熟的传感器，普通传感器测量精度都能在0.2级以上，也就是20吨量程的传感器精度误差最大不超过40公斤，其它的如非线性误差等指标都非常好。传感器的精度对于测量仓内料位是绰绰有余的。国内正规厂家的质量和精度都完全能满足要求，没有必要选择进口传感器。

称重传感器有一个很重要的参数“灵敏度系数”需要强调一下，每个传感器标签上面都有，它是传感器出厂前厂家用压力机标定测试后得出的，参数的单位是“mV/V”,通过它可以计算出传感器受到的压力和它的输出信号的关系，这个参数表示如果传感器加1V的激励电压（也叫供桥电压），在传感器受到额定量程标称的压力时输出端产生的mV电压。

举例（1）：

称重仪表提供给传感器的激励电压为10V直流，传感器的额定量程为20吨，传感器灵敏度系统为3 mV/V，则传感器在承受额定重量20吨时产生的输出为：3×10 = 30 mV。

如果万用表测量传感器输出信号为5.4 mV，假设传感器上的重量是X吨，通过下述公式计算：

20 : 30 = X : 5.3

X =（20×5.3）÷ 30 = 3.6吨

输入电阻也是传感器的重要参数之一，输入电阻的含义是从传感器两个激励电压端测得的电阻值，市场上的传感器电阻值在300~ 4000欧的都有。传感器工作时需要由仪表提供激

励电压，仪表激励电压的供电能力是有限的，使用前需要核实多只传感器并联组桥后的电阻值是否满足激励电压驱动能力要求。例如：4只350欧传感器并联后的等效电阻为87.5欧，10V激励电压产生的电流为115mA，考虑一定富裕量后仪表的激励电压驱动能力应大于120mA，否则激励电压不稳定甚至仪表不能正常工作。

传感器推荐的激励电压范围为5~15VDC，过大的激励电压会带来传感器内部发热甚至损坏传感器，一般仪表提供的都是10V或12V激励电压，也有5V或6V的。 2.5 称重传感器电缆

传感器大多数配有2 ~5米长的电缆（有些传感器采用插头没有配电缆），电缆有4芯和6芯两种，大都采用屏蔽电缆，电缆各芯线颜色代表的信号端因生产厂家而异，请仔细阅读传感器的说明书正确地连接。如果说明书找不到了可以参考2.7的方法自行判断。

几种常用的称重传感器电缆芯线颜色举例以作参考。

厂家 HBM 常州托利多 杭州南洋 型号 RTN SBD GY-1 EXC+ 黑 绿 红 EXC- 兰 黑 黑 SIG+ 红 白 绿 SIG- 白 红 白 SEN+ 黄 SEN- 兰 屏蔽 黄绿 2.6 怎样识别传感器接线和判断传感器是否正常

1． SHD(屏蔽) 2． EXC-(激励负) | 3． SIG-(信号负) 4． SIG+(信号正) 5． EXC+(激励负) 6. SEN+(反馈正)

7. SEN-(反馈负) 图6 6线制称重传感器内部接线示意图

如图6所示是6线制传感器有两根线在传感器内部是分别并联在电压激励的正和负上的，比4线制多出的两根线用作桥压检测反馈，它能够保证称重系统在长距离使用和温度变化很大时供桥电压稳定性，一般用于高精度测量场合，料位检测场合用4线即可（6线的可并联后视为4线）。有传感器接线图的可以按照接线图注明的电缆芯线颜色判断端子功能，没有接线图最好电话咨询传感器生产厂家，对于有些用户使用的传感器找不到资料的可以用

图9 多只称重传感器带接线盒接线示意图 四、称重仓的标定 4.1 标定的基本知识

称重仓使用之前都需要标定，标定的目的是建立称重仓物料重量和称重仪表显示重量（或4~20mA变送输出）之间的对应关系。描述标定方法之前需要先了解一些基本知识，以下是标定需要用到的一些参数和术语

? 皮重：称重仓本体重量，应包括仓的溜子、保温材料和耐磨衬板。 ? 净重：仓内物料的重量；

? 毛重：皮重和净重之和，传感器平时受的力就是毛重；

? 去皮：去皮又叫“清零、校零或除零”。由于进入仪表的传感器信号既包含了物料

重量也包含了皮重，因此要在空仓时通过仪表“去皮”功能消除皮重信号对显示的影响。去皮后仪表显示为零（变送输出为4mA），表示仓内没有物料。

4.2 称重仓的两种标定方法描述

称重仓标定有两种基本方法，其一是实物标定法，仪表标定量程时采用标准砝码或已知重量的实物给称重仓加载完成量程标定；其二是模拟信号标定法，这种方法不需要实物，利用mV信号发生器模拟传感器输出信号，直接给仪表输入理论计算的mV信号标定仪表量程。除了这两种方法之外还有一些特殊情况下的标定法，在附件WM-0800标定中有描述。

第一种方法的优点是可以做到标定精度非常高，商务计量或需要很高计量精度的场合必须采用实物标定。仓的吨位比较小时可以采用满量程加载，但仓量程较大时满量程标定就比较麻烦了，这时一般采用5%~30%实物加载，标定后延伸到满量程。当然，不足额实物标定的精度比满量程实物标定精度低一些，总之，实物标定精度取决于“实物”的精度。辊压机称重仓标定没有必要采用砝码，可用仓内物料重量代替砝码。

第二种方法是我们推荐的方法。前面已经说过，辊压机进料称重仓标定目的是料位检测，对精度要求并不高，而我们选择的传感器和仪表精度又很高。因此，依据理论计算的传感器输出信号值代替实物标定产生的信号来标定仪表量程是可行的。虽然标定误差比砝码实物标定大一些但完全在可以接受范围，最大的好处是这种标定方法可以降低劳动强度。 4.3 带数码显示仪表的标定方法

不同现场使用的仪表可能不同，前面已经讲过，称重仓使用的仪表必须带有4~20mA模拟量输出，但有些仪表带有数码显示，因此标定必须兼顾使仪表的数码显示和模拟量输出均标定正确，下面举例分别说明仪表数码显示部分和模拟量输出的标定方法：

举例（2）：有一个30吨额定装载量的称重仓，采用单只额定量程为20吨传感器（其余2个为假支点），传感器灵敏度系数为2.5mV/ V, 称重仓和溜子等本体重量（皮重）估算为4.25吨，仪表供桥电压为10V。 标定方法： 第一步：检查

标定前按照前面讲述方法检查了传感器和称重仪表接线正确无误，确认此时是空仓。仪表上电，用万用表20V直流电压档检查仪表“+EXC、–EXC”端电压，应和说明书所述供桥电压相符并且电压稳定。

（注意：仪表供桥电压一般是很稳定准确的，如果测量值和说明书偏差太大应排除万用表测量精度原因，下面的测量要求万用表精度达到0.5%以上） 第二步：测量传感器输出信号

用万用表mv档测量仪表“+SIG、–SIG”端电压，（例如：传感器输入信号1.83mV），测量时注意信号极性，如果反了请对调两根信号线； 第三步：计算传感器理论输出信号

计算4.2吨皮重时传感器在10V供桥电压下应该产生的理论信号值Vp

1）4.2吨皮重分配在单只传感器上荷载为：4.2 ÷ 3 = 1.4吨； 2）传感器额定量程时输出为：10×2.5 = 25 mV

3）理论信号值Vp：（25×1.4）÷ 20 = 1.75 mV

第四步：评估传感器质量和受力状况

理论计算值和实际测量值相差0.08mV（1.83 – 1.75 ），误差约为4 %，考虑到仓的皮重估算误差和万用表测量误差影响，偏差在可接受范围（小于10%都为可接受范围），理论计算值和实测值基本相符说明传感器质量和传感器的受力没有问题。如果偏差过大需要找出原因才能进入下一步。 说明：

1） 此步骤目的是评估传感器质量和传感器受力状况，如果仓内有物料无法排空也可以

参照此步骤进行评估。这个时候传感器信号输出就应该是皮重和物料重量之和，同样可以计算传感器理论输出值和实测值的差异来评估。

2） 物料的重量采用体积乘以容重来计算。（常见物料容重为：生料----1.6 t/m3，孰料----1.9

t/m3，铁矿----2.5 t/m3），也可采用皮带秤定量进料。

3） 有时候传感器标签和资料全部丢失，传感器4根信号线无法辩认。可以通过前面介

绍的方法找出两组线，接上任意一组作为供桥信号， 测量另一组的信号输出，如果发现传感器输出信号和理论计算差距较大，可能是接错了，对换两组线再次评估。

第五步：去皮

这个步骤完成称重仪表去皮（或称校零），如果是空仓，直接按仪表的去皮功能键“去皮”（不同仪表去皮方式不同，请参照仪表说明书）。去皮后仪表净重显示被置零。 如果仓内有物料，去皮要复杂一些，方法见附件关于WM-0800标定相关部分 第六步：量程标定

前面已经讲过标定有两种方法，实物标定法和模拟信号标定法最大的区别就在量程标定。按照说明书调整仪表到量程标定状态，加载重量让仪表显示当前净重值，然后按键输入当前的重量并确认。加载重量有以下几种方法： 实物加载：

1） 如果此时仓内有已知重量的物料可以直接按照实物标定法标定量程，物料重量最好大于仓的额定装载量10%，否则标定精度会较差。物料重量可以根据体积估算。 2） 配有皮带秤的现场可以让皮带秤定量下料到称重仓，根据皮带秤的显示重量来标定。不过经验表明：用户的皮带秤不一定准确，要看情况决定是否采纳皮带秤的数据。 上面两种方法需要注意：单只传感器时偏载对计算已知物料重量有影响，多数情况下料仓进料口都没有对正料仓中心，偏载是难免的。偏载后分摊到每个支点上的重量不

均衡，物料较少时各支点间不均衡更严重。在仪表上输入物料重量时要考虑这个影响，如果偏料靠近传感器一侧在计算实物重量时适当少算一些，反之要多算一些。 3） 有些用户采用在称重仓上站人的方法进行量程标定，人的重量作为砝码虽然精度很差但也可以应急，起码能够让仪表显示一个靠谱的净重值。这里除了提醒注意安全外还有以下几个事项需要注意：

? 称重仓如果是采用单只传感器方案，人必须站到传感器正上方，多站几个人会使标定精度好一些，人要尽量紧凑地站在正上方。考虑到其它支点还是多少承受了部分人的重量，因此在计算人的重量时打点折。

? 称重仓采用多只传感器方案则对人的站位没有严格要求，什么位置都可以。 ? 这种标定方法仅是让仪表显示相对准确，不要太相信它的精度。料仓第一次下料的时候还是要派操作人员监控仓位避免满仓，待仓内料比较多时估算物料重量按照前面方法再次标定量程。

4） 称重仓上挂砝码标定法，这种方法比站人准确。采用单只传感器时要注意挂砝码的位置，注意事项同上面所述“站人”标定法。 模拟加载：

模拟信号量程标定法采用毫伏信号发生器模拟满仓时输出信号，模拟加载方法在第6部分WM-0800标定有详细描述，这里不再赘述。 4.4 自制简易毫伏信号发生器。

利用毫伏信号发生器标定称重仪表是一个容易掌握的简便方法，如果在现场没有毫伏信号发生器可以按照以下方法自制。

方法（1）：

? 找4只同样阻值的电阻，阻值在350Ω ～ 10 kΩ均可。 ? 4只电阻按照图2所示连接成电桥，4个连接点各引出一根线；

? 电桥对角线两根线接入仪表供桥电源端，剩余2根线作为毫伏信号输出； ? 输出信号大小最好控制在额定量程输出附近（不能超过仪表最大允许输入值），否则请重新换一对线作为供桥电压端或调整4个电阻的位置。 ? 如果有阻值比较高（几百K欧以上）的电阻取一只并联在其中一个桥臂也能调整输出信号大小。当然有可调电位器更好，能连续调节输出信号大小。 ? 操作时请小心，任何时候都严禁供桥电压被短路，以免损坏仪表。 方法（2）：

? 准备一节1.2～1.5V干电池，1～5K电位器和电阻各一只，电位器和电阻的电阻值之比为1:20 ~ 1:30 。

? 电位器一端接电池负端。另一端和电阻串联后接入电池正端，电位器中心抽头和电池负端输出信号最大约为50 ~ 75mV，连续可调。

4.5 称重仪表模拟量输出部分标定方法

如果仪表同时带有数码显示和模拟量输出的话大都不用再单独标定仪表模拟量输出，这种仪表先在参数设置选择0~20mA还是4~20mA输出，请选择4~20mA输出类型。选择好后零点对应4mA，20mA对应的值可以单独设定。

有个别仪表不能选择模拟输出种类，只有0~20mA一种输出类型，这时候就要单独设置4mA对应的零点。

这里有一个建议：仪表20mA对应重量应该比仓的额定装载量大一些，这样在仓处于超额定荷载的事故状态时仪表仍然能有正常输出，例如上面的例子，仓的额定荷载是30吨，我们可以将20mA对应的重量设定为40吨甚至50吨。

第6部分为本公司常用的托利多WM-0800重量变送器标定方法，这个仪表不带数码显示智能仪表，只能输出4~20mA。这种纯模拟信号输出仪表和带数码显示仪表标定方法略有不同。

五、常见故障处理流程

一套配置良好的称重系统一般来说调试好之后故障不多，温度漂移和时间漂移对称重系统使用影响很小，平时使用只需要定期（3 ~ 6个月）在空仓的时候做一个去皮即可。如果在使用过程中发现显示重量和实际重量有明显差别请按照以下步骤处理。

故障检查的切入点在仪表信号输入端，只要仪表能够给传感器提供正常的供桥电压，传感器的信号反馈mW信号可以直接反应称重仓传感器的受力状态。按照本文前面描述的方法，能够很容易发现故障究竟出在传感器部分还是仪表部分，这种方法可以大大缩小故障范围。

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