垃圾吊自動定位稱重計量管理系統

一、概述

垃圾焚燒發電的工藝流程是：生活垃圾由垃圾車定期運入電廠，經設在廠區內的地磅進行計量后，自動卸入垃圾堆庫。生產運行時，垃圾經垃圾吊轉卸到爐前垃圾料斗，經垃圾給料機連續均勻送入焚燒爐內；同時粒度合格的輔助燃料煤，經計量后由輸煤皮帶送入爐前鋼制大煤斗，通過爐前皮帶稱重式給煤機計量后送入爐膛內燃燒。

OCS-ZD-00垃圾吊自動定位稱重計量管理系統（專利號：ZL201410781358.2）就是為解決垃圾與燃料煤精準配比而開發研制的。                                                                                 

    適應工作環境及生產人員安全保障措施

    因垃圾堆放時會產生大量有害氣體、病毒、病菌及惡臭，所以抓斗天車是在全密封隔離的玻璃房內遙控操作的，這就要求天車上的儀表儀器盡可能的減少甚至不進行日常維護，以減少和避免生產環境對維護人員的人身傷害。

    選擇合理的數據發送和接收模式

    重量數據和位置數據經數字化處理后由電臺發送和接收，這樣保證了數據的有效傳輸，減少和避免生產環境對維護人員的人身傷害。

    垃圾抓斗天車自動計量系統高精度準確計量保障措施

    通常要求，天車秤準確稱重計量必須達到的指標是：靜態標定精度0.1%F.S，系統綜合精度0.3%F.S。要可靠實現天車秤高精度準確計量，必須采取以下諸多保障措施。

    1)、選擇合理的秤體結構方案并配置高精度稱重傳感器。

    實踐證明最常用的為雙層架小車式秤體結構方案，配置精度等級優于0.03% F.S、抗偏抗側抗沖擊能力強的鋼球承載雙孔梁式稱重傳感器。該方案突出特點是：計量精度高，不會降低原天車的安全系數和工藝。

    2)、選用數字稱重儀表組成數字電子秤。

    數字稱重儀表能夠從根本上解決模擬式電子秤計量精度差的缺陷。數字稱重儀表突出優勢是：

    ※ mV級模擬信號先行轉換放大V級數字信號再無線傳送，有效解決了射頻干擾和電磁干擾問題，有效抗擊強電干擾和浪涌沖擊影響；

    ※ 數字信號無線無損傳輸可靠距離可達1000米；

    ※ 數字信號加密傳輸，防止篡改，難以作弊，確保稱量安全可靠；

    ※ 各只傳感器分別采樣和AD轉換，采用數字和算技術代替傳統的模擬和算技術，通過工業總線協議傳送數據，高速高效可靠；

    ※ AD分辨率更高（24位），采樣速度更快（200次/秒），顯示分度數更大（50000），非線性優于0.01%F.S，計量精度更有保證。

    ※ 無線遠程標定，無砝碼標定。

    3)、啟用射頻智能定位儀，精確定位投料口位置。

    4)、啟用數字分站和數字主站。

數字分站同時有線接收稱重儀表數據、無線接收大小車位置數據，處理完畢后實時上傳至數字主站，而每臺數字主站可同時帶動四臺數字分站工作，并實時將數據上傳至上位機或PLC系統，很好地實現了自動稱重計量準確、方便和快捷。

 

二、主要功能

    1)、重量數據采集無線發送（多路智能轉換器+數字電臺發送）

    2)、稱重數據實時顯示（數字儀表+數字電臺接收）

    3)、大小車位置數據采集無線發送（智能定位儀+位置傳感器+數字電臺發送）

    4)、有效數據自動累加，計量數據的顯示和查看，生成各種報表，位置數據的分析和處理（數字分站+數字電臺接收）

    5)、天車超載報警和安全保護

    稱重儀表設計有起重量限制器的功能，可編程繼電器輸出動作點，在實現準確計量的同時,還可以實現天車超載報警控制功能和安全保護功能。不必再另行安裝起重量限制器，避免和節省了用戶重復投資。

    6)、無線遠程標定

    稱重儀表可實現無線遠程標定和無砝碼標定。

    7)、自動定位稱重計量

系統設計有位置信號采集接口及控制程序，通過配置RFID自動識別裝置，它將安裝在現場明晰駐在物（定位點）的標簽通過RFID讀卡器接入稱重控制儀表，根據工廠的工藝流程，將參與系統的每部天車運行過程中的重量信息、位置信息和時間信息收集整合，再借助無線數傳技術、計算機技術及網絡工程技術對采集到的數據進行理解、推理、認知和自學習，進而實現對天車運行過程和運行狀態進行自動跟蹤、智能分析、模擬現場動態監測和數據統計圖表生成等，最終組成垃圾垃圾吊自動定位稱重計量管理系統。

 

三、系統特點

    1)、模塊化結構

    系統包括多個數據采集子系統，每個子系統單獨工作，分別實施重量數據模數轉換、位置數據的采集等，從而構成一個完整的系統,并通過無線遠傳至數字儀表和分站進行數據處理。

    2)、系統的穩定性好

    輸出信號經高增益，低漂移，高阻抗的運算放大器進行放大。采用單片微處理控制，速度快，精度高，性能穩定可靠。

    3)、適應高溫，強震動，粉塵，腐蝕，強磁場的工業環境。

 

四、系統組成

    1、系統簡介

每套電子稱重系統顯示部分安裝在橋式起重機地面控制室內，重量數據采集系統（多路智能轉換器+數字電臺發送）和大小車位置數據采集系統（智能定位儀+位置傳感器+數字電臺發送）安裝在天車的大車和小車上。量數據無線發送至數字稱重儀表對數據自動顯示并有線傳送至分站，位置數據無線發送至分站，分站將采集到的重量信息，位置信息，物料信息,車號信息有線發送至主站，主站分析整理后上傳至上位機或PLC管理系統，每臺主站可同時帶動識別四臺分站（四部天車）。

    （1）、多路智能轉換器（專利號：ZL2014202491380）

      將傳感器重力信號轉為電信號，

      送到多路智能轉換器變成RS485 數字信號。

    （2）、位置傳感器（專利號：ZL2o1410781358.2）

      RF射頻數據存儲器，

      用于存儲物料信息和位置信息。

    （3）、智能定位儀（專利號：ZL2o1410781358.2）

      用于識別物料信息和位置信息，并處理發送至數字電臺。

    （4）、數字稱重儀表（專利號：ZL201120320819.8）

    電子天車秤儀表是我公司專利產品（ZL201120320819.8），是我公司結合多年的工業稱重經驗為滿足客戶現場多樣功能需求而研制開發的一款工業型多功能智能稱重控制儀表，其制造符合《GBT7724-2008電子稱重儀表》標準的要求。

    本儀表內核控制采用最新32位高性能處理器，集成最新實時嵌入式操作系統，擁有許多特殊的先進性能，如: 抗干擾性強，全程數字化數據處理、全面板數字調校。儀表的硬件和軟件均采用模塊化設計理念，可以配套多種智能模塊和多種通訊協議工作方式，各個模塊之間加密傳輸，可以防作弊操作。本儀表軟件接口豐富，軟件功能齊全，可以滿足天車秤、鋼包秤、料斗秤、平臺秤、抓斗秤、轉載機、軌道秤、定量包裝秤等各種電子衡器以及工業自動化稱重控制系統。

    ◆ 功能特點

     ※  適用于所有模擬式或數字式電阻應變式稱重傳感器。

     ※  操作簡單，有零點校正、增益校正、加載標定和免加載標定四種標定與校秤方法，可適應多種場合。

     ※  特有的免加載標定程序支持參數化自動調校，不需要實物校稱，滿足大噸位物料稱量應用。

     ※  儀表高速口最多可掛載24個外置稱重模塊，可實現一表多秤（最多12個）功能，用以消除稱重傳感器并接產生的誤差，能夠單獨處理存儲每個模塊的標定數據，抗偏載，提升精度。

     ※  防作弊功能，儀表通訊協議采用特殊加密算法，防止篡改，大大增強系統安全可靠性。獨特的系統參數再恢復功能，支持在線系統升級。

     ※  運行實時故障檢測及報警，直接輸出單一傳感器故障報告，維護便捷。

     ※  對于天車稱重計量可選擇卷筒鋼絲繩重量補償、超載報警安全控制、遠程操作、自動定位稱重功能。

     ※  可選為裝載累加計量場合如抓斗天車裝車計量、電磁吊裝料計量和裝載機裝車計量等。

     ※  驅動低功耗熱敏微打，打印稱量記錄或小型報表。

     ※  具有自我診斷功能和時鐘功能，斷電數據保存不丟失，可設置顯示時間和日期，海量保存數據列表。

    ◆ 儀表技術性能

     ※  工作電源：AC 165V～265V，48Hz～62Hz。

     ※  工作環境溫度：-10℃～45℃。

     ※  工作環境濕度10%～90%，無冷凝。

     ※  消耗功率：10W - 30W（最大配置時）。

     ※  顯示分度數：最大顯示分度數為50,000，顯示分度值可選1, 2, 5, 10, 20, 50, 100或 200。

     ※  稱重模塊接口：可選擇外掛單路AD模塊或者多路智能轉換器（供電10VDC/500mA，可接16路模擬稱重傳感器，接口方式RS-485）。

     ※  AD采集：采用∑/△ 24位A/D高速采樣，每秒200次，內置128倍高增益，高信噪比。

     ※  輸入靈敏度 ：1μV/D～200μV/D。

     ※  非線性誤差 ：≤0.01% F.S。

     ※  速度信號接口：可接入編碼器信號用于測速。

     ※  模擬量輸出：兩路12位4-20mA輸出(可調整為0-20mA或1-5V或1-10V或0-5V或0-10V)。

     ※  繼電器輸出：共三路，其中兩路普通繼電器帶載能力220V/5A，另一路功率繼電器帶載能力380V/30A。

     ※  開關量輸入：共四路，接口電壓24V，有效電流5mA，干結點輸入，用于外部鍵控和遠程操作。

     ※  通訊接口：兩路RS-232，兩路RS-485(含稱重模塊接口)，支持與本公司所有外置模塊的智能通訊，支持Modbus RTU，采用分布式測控體系，遠至1000米無損數字化傳輸。

     ※  通訊協議：可選擇適配托利多、耀華、柯力、杰曼等廠家通訊格式以及MODBUS通用格式。

    （5）、電子天車秤用稱重傳感器

    傳感器軸壓式秤體結構方案通常采用魚背面承載橋式傳感器，其特點為承載面圓弧R能適應不同軸徑，能夠保證軸受載彎曲變形或安裝水平度稍有偏差時仍能保持很高的計量精度。為滿足冶金等行業高溫作業需要，該傳感器需要設計為耐高溫稱重傳感器（最高耐溫200℃），采用進口玻璃纖維增強型聚酰亞安基底卡碼溫度自補償應變計設計制造，在長期高溫熱幅射、環境溫度梯變或瞬變等惡劣條件下，能保持稱重或測力的準確性和穩定性，可替代國外進口耐高溫傳感器產品。

    電子天車秤用稱重傳感器具有雙剪切梁橋式、高溫貼片、噸位量程大、魚背面軸承載活絡連接、抗偏抗側抗沖擊能力強、維修更換方便、安全可靠等特點。

    耐高溫稱重傳感器主要技術性能指標如下：

     ※  允許工作溫度;-40—+200℃

     ※  零點溫度補償范圍:-20—+200℃

     ※  零點溫度影響:0.02%F.S/10℃

     ※  靈敏度溫度系數:0.03%F.S/10℃

     ※  絕緣電阻:≥2000MΩ(50V)

     ※  靈敏度:1mv/V ,1.5mv/V ，2mv/V可選

     ※  安全過載能力：150%F.S

     ※  極限過載能力：200%F.S

    （6）、電子天車秤用無線數傳電臺

    根據實際需要，通常用于電子天車秤的無線數傳電臺包括兩種選擇：進口大功率遠距離數傳電臺和國產中距離無線數傳電臺，都能夠適應遠距離傳輸和電磁干擾嚴重的工況。

    無線數傳電臺主要性能特點：

     ※ 進口：工作頻段223～235MHz,16個半雙工頻道可編程設置，

  國產：工作頻段430～480MHz，32個半雙工頻道可編程設置或者編碼開關設置。

     ※ 進口：功率1W～10W可調，傳輸距離1000米～10公里（空曠無阻擋），

  國產：功率500mW，傳輸距離4000米（空曠無阻擋）。

     ※ 具有“長發”保護功能，可連續不間斷工作。

     ※ 不串頻不跑頻，采用溫度補償電路, 工作溫度范圍-30℃～+70℃，頻率穩定度達1.5PPM。

     ※ 采用先進的低噪聲、寬頻帶、高效率場效應管功率放大器,功耗低、雜波小、發熱少、可靠性高。

     ※ 鋁殼封裝，屏蔽好, 散熱性好,可保證數傳電臺連續工作。

     ※ 優質高增益吸盤天線確保信號傳輸質量并達到較遠的傳輸距離。                                  

    （7）、分站(專利號：ZL2o1410781358.2)

    本儀表是專門為實現天車自動定位稱重計量管理而開發的一款分站，主要功能是通過兩個通迅串口RS232接收位置信息，一個通迅RS485串口接收稱重信息，另一個通迅RS485串口負責將上述信息無線發送給主站。

    技術指標

     ※ 工作電源：AC 165V～265V，48Hz～62Hz。

     ※ 工作環境溫度：-10℃～45℃。

     ※ 工作環境濕度10%～90%，無冷凝。

     ※ 消耗功率：10W - 30W（最大配置時）。

     ※ 顯示分度數：最大顯示分度數為50,000，顯示分度值可選1, 2, 5, 10, 20, 50, 100或 200。

     ※ AD采集：采用∑/△ 24位A/D高速采樣，每秒200次/秒，內置128倍高增益，高信噪比。

     ※ 輸入靈敏度 ：1μV/D～200μV/D。

     ※ 非線性誤差 ：≤0.01% F.S。

     ※ 模擬量輸出：兩路12位4-20mA輸出(可調整為0-20mA或1-5V或2-10V或0-5V或0-10V)。

     ※ 繼電器輸出：共三路，其中兩路普通繼電器輸出，帶載能力220V/5A，另一路功率繼電器輸出，帶載能力380V/30A。

     ※ 開關量輸入：共四路，接口電壓24V，有效電流5mA，干結點輸入，用于外部鍵控和遠程操作。

     ※ 通訊接口：兩路RS-232，兩路RS-485(含稱重模塊接口)，支持與本公司所有外置模塊的智能通訊，支持Modbus RTU，采用分布式測控體系，遠至1000米無損數字化傳輸。

     ※ 通訊協議：可選擇適配托利多、耀華、柯力、杰曼等廠家通訊格式以及MODBUS通用格式。