新型高准确度移动式皮带秤及其在港口中的应用

摘要：在港口装卸作业的前端设置计量控制点，如在取料机或卸船机旋臂上安装皮带秤构成移动式皮带秤，其控制精度和工艺合理性要比用船舶的水尺计控和物料输送线中部的固定式皮带秤计控两种模式都优越。但因传统的移动式皮带秤采用检测皮带机倾角并加以角度修正的补偿技术有着种种先天的弊病，以致其应用未能普及。本文披露了一种新颖移动式皮带秤，该秤结合采用了阵列式皮带秤和非几何量补偿方式的三维姿态跟踪装置两项专利技术。计量技术机构对其在不同大小倾角及倾角变动过程中的计量性能进行了实测，实际检测数据表明其各种位置状态下的动态累积误差均优于0.5级准确度的指标。该秤已有成功应用的先例。

关键词：散料装船计量控制模式；移动式皮带秤；三维姿态跟踪技术；阵列式皮带秤

A New Type of High Accurate Mobile Belt Weigher and Its Applicationin Ports

Nanjing SanAi Industrial Automation Co.，Ltd Sheng Bai zhan

Abstract：

For handling operation in ports，the control precisionand technology rationality using with mobile belt weigher that located at the boom of stacker or unloader are more advantageous than other measure and control modes.But conventional mobile belt weighers are not disseminated and popular as a result of their compensation technique having sorts of congenital defects.

This article introduces a neoteric type of mobile belt weigher that has been adopted the belt weigher with array weighing units andthree-dimensional attitude stracking device based on non-geometric sense principle.The test data recorded by Jiang suInstitute of Metrology show its dynamic errors in automatic weighing are all less than±0.25% whether its girder-slope lean smaller or greater，fixed or changing.This new kind of mobile belt weighers have been used in some ports and stockyard successfully.

Keywords：

the measure and control mode of handling bulk cargo in ports；mobile belt weigher；three-dimensional attitude stracking technique；belt weigher with array weighing units；

1.计量控制点及相应设施的比较选择

大宗散状物料(煤炭、矿石等)的装、卸是港口的基本作业之一。为实现装卸作业的高效连续，装卸机械由间歇作业的抓斗改为斗轮、悬链斗等型式已成为不可阻挡的趋势[1]，而这些装卸机械的旋臂上都配备了皮带输送机，此外皮带输送机也是连接装货机械与卸货机械之间最有效且廉价的输送设备，下面图1反映了这种典型的输料工艺路线。

图1  港口散状料装卸典型输料路线

由于利用船舶吃水线来计量误差大，而采用汽车衡、轨道衡等非自动衡器又会破坏工艺的连续性，因此用皮带秤作为计量设备往往是不二的最佳选择。由于市场上的皮带秤品质良莠不齐，着眼长远效益，选用性能稳定、可靠的产品要比单纯追求价格低廉更加有利大。此外更要考虑，设置皮带秤的最佳位置，这对于提高港口作业效率、降低设备空转率，以及确保船舶航行安全等等，都有着重要的关联。

1.1计量控制点设在后端

计量控制点设在后端意味，装货时控制点靠近货船一侧，卸货时靠近料场一侧。由于料场与船舶之间有一长段的物料输送路途，装卸作业时，须设定一个停机提前量，在后端计量值尚未达到目标值时前端的取料或卸船设备就要停止工作，传送物料的输送机接着把在途的余料送完。上述停机提前量必须设定得十分准确，否则将会出现下述影响正常作业的情况：

A．倘若提前量定得过大，则在途物料全部运完后，仍未达到目标量。如需补足，则需要重复上述控制过程。发生此种情况后，要求对补加量有一个更为准确的控制，同时在两次补料作业过程间，存在一段输料设备空转期。导致装船作业时间延长和设备空转耗能，输料线越长、其影响越大。

B．倘若提前量定得过小，则将出现实际装卸量大于目标量的现象。装船则会使船舶超载造成安全问题，卸货则会造成量款不符的问题，若将超出的物料返回原处势必造成作业时间延长和作业成本增加的后果。如果为避免出现装卸量过大，就得在作业中途停机，使得输送线带料停机导致整条输送线无法再启动的严重后果。

1.2计量控制点设在中部

计量控制点设在中部是指在整条输料线的某个中间位置设置一台皮带秤，对装船物料进行计量与控制。虽然这种模式便于选用固定式皮带秤，有利于准确计量。但这一控制模式同样有一个提前量的设定问题，当这个设定量出现偏差时，后果与后端计控模式相同。

1.3计量控制点设在前端

前端模式是指，用于计量控制的皮带秤装货时安装在靠近料场一侧的取料机上，卸货时安装在靠近货船一侧的卸船机上。在这一控制模式下，皮带秤的期望累计总量是按预定的装卸物料量事先设定的，无需设定提前量，更不必为了使物料总量等于目标值而频繁地开停输送线皮带机。

在取料机或卸船机旋臂上的带式输送机上加装皮带秤，把皮带秤与移动式装卸机械结合起来，构成所谓移动式皮带秤，使装卸与计量同时完成，不仅避免了不准确的水尺计量，而且作业效率也能大大提高。显然，该模式的定量控制效果要优于前两种。