混凝土计量装置免标定称重系统技术研究

混凝土计量装置免标定称重系统技术研究

黄雄

中建新疆建工土木工程有限公司 新疆 乌鲁木齐 83000

摘要：工程混凝土拌合站使用周期较为频繁，实际使用过程中对配料秤标定过程繁琐、需要大量人工、影响生产且真实性难以保证、设备故障无法快速诊断，同时计量精度影响项目原材亏损或盈利，在日常生产中需经常标定计量称，影响项目生产效率以及原材计量。而免标定技术可降低混凝土称对材料的计量不精确而引起的材料亏损，本文针对混凝土拌合站使用过程中的诸多问题，研究了一种混凝土计量装置免标定称重系统，并对该系统原理进行详细的介绍。

关键词：混凝土拌合站 计量装置 免标定 称重系统

0引言

随着国家对基础建设不断加大投资，基础设施尤其是市政道路工程项目越来越多，施工过程需要大量混凝土原材料，混凝土需求量越来越大。施工过程中，混凝土的生产需要大量使用到混凝土搅拌站，因此搅拌站在建设过程中具有较大的应用。混凝土搅拌站配料秤的精度对混凝土质量起到关键作用。

1背景技术

传统的配料秤中使用的是模拟传感器+接线盒，再通过仪表转为数字信号，这种模式由于模拟量易受电磁场干扰，不利于直接远距离传播，在信号处理系统中，半导体器件本身的非线性失真和随机噪音逐级增加，在实际使用过程中存在频繁标定的问题，标定过程繁琐而且需要大量的人工，此项工作不但影响生产，而且真实性难以保证，设备故障无法快速诊断等问题。本文对搅拌站混凝土称重系统提出免加载标定系统技术，并对模拟称重传感器组成的称台进行数字化改造。

数字称重传感器是将传统模拟应变式传感器与现代电子技术及计算机软件技术相集成而发展起来的新型电子称量技术，主要是将模拟输出信号转换为数字输出信号，对传感器的各种性能建立数学模型，用软件补偿各项性能，实现数字化补偿，传感器有自诊断自修复等功能，而且每个传感器中有记录该传感器各项信息的存储器。数字传感器从精度上要比模拟传感器高，但它的主要优势并不完全在于高精度，主要在于由于数字传感器的使用可以使很多智能得以实现，而且极大得方便了用户顺应了市场需求，模拟传感器向数字智能传感器方向发展已经成了一种必然的趋势每只称重传感器直接接入到数字称重仪表，多个数字称重仪表再通过高速总线和称重管理器通讯，组成数字称台。

本文研究的混凝土计量装置免标定称重系统不需要接线盒，如需调角差，只需在各个角加载一遍砝码，系统自动算出角差系数，也可以手动设置角差系数，从而大幅简化原模拟传感器平台繁琐的角差调整过程。此系统支持精度不高于0.1% 的免砝码标定功能，称量过程中如发生传感器故障，系统将自动屏蔽掉出现问题的“数字称重模块”，使搅拌站系统暂时仍可继续生产，并给出相应的报警提示信息，如此便极大提高了系统的可靠性。

2系统结构及功能

混凝土计量装置免标定称重系统是由一些数字传感器通过接线盒连接到PC，PLC或仪表中。在系统中每个传感器作为独立的外设都有自己的工作地址。通信是主从方式，有两种方式，一种是仪表（或计算机）观察每个传感器，一次读取数据，另一种是主机发出数据请求传感器依次相应。数字传感器组成的称重系统与模拟传感器组成的系统相比其最大的特点在于－尽管传感器是连在一起的，但每个数字传感器是作为独立的外设工作的，而且由于输出是数字信号，没有模拟传感器的信号衰减等缺点，所以本免标定技术具有以下创新点：系统可以实现免标定；角差调节容易，精度高且方便；维修方便，系统维修时更换传感器不需组织砝码重新标定系统，只要将传感器的地址及角差系数输入仪表中即可；称重系统可自诊断及故障报告。

图1 免标定称重系统结构

3具体实施方案

标定过程是将系统中仪表的显示输出值和相应的重量值对应起来的过程。角差调整过程则是调整称重系统在各个位置的输出，使之达到一致的过程。数字系统的角差调整和模拟系统的不大一样，数字系统中的每一个传感器可以看成是独立的设备，互不影响，一般只要一次调整求出角差系数即可。而模拟系统的角差调节一般通过调整接线盒内的电位器对各个传感器的灵敏度来进行，从而达到每个角上的显示值一致，由于其模拟信号是通过接线盒相连的，调整一个传感器的灵敏度有可能影响其他的传感器输出，所以在调整角差是需加载多次直到达到要求。具体的标定步骤如下：

3.1数字标定。在触摸屏或中控室中的电脑上的管理软件中写入相关信息，如每只传感器灵敏度、实际量程，每个秤的小数点、分度间距、最大量程等。

3.2使用水平尺、并参考每只传感器的重量值检查秤台是否已经安装水平、受力均匀。

3.3在空秤时对秤体做零点标定。当精度要求低于 0.1% 时，就可以不需要实物或砝码标定就可初步使用了。当计量局来标定，或者需要现高精度时，就需要做一次角差调整。

3.4在秤台的各个角加一遍载荷，仪表自动算出各角的角差系数。

3.5使用一定重量砝码放于平台秤中心，可算出总重量微调系数。

4主要经济指标

混凝土主要成分为水泥、沙、石子、碎石和水等骨料，是工程建设常用材料。混凝土搅拌站公司出售混凝土均按方来计价，但实际采购过程中，却以商砼车或者地磅来过称的，称重系统不准，将会对公司造成极大的损失。假设每立方混凝土400元，每年节省混凝土亏方1000立方米，则采用混凝土计量装置免标定称重系统技术后，每年可为公司节省40万元；同时，可以省去计量装置标定的时间，假设每次每次标定耗时0.5工作日，用工8人，人均工资平均200元/天，一年24次，每年可节省人员工资19200元。因采用混凝土计量装置免标定称重系统技术每年可以为公司节约40余万元，经济效益非常显著，如果在全国建筑行业推广使用，同时将带来极大的社会效益。

5.总结

本文研究的混凝土计量装置免标定称重系统技术，在原有系统的基础上增加了混凝土免标定工等新功能，整个系统智能化及精度都得到极大提高。该技术研究主要是针对搅拌站现场频繁标定配料称，能够实现免砝码标定，角差调整方便精确，智能组态传感器，称量过程中部分传感器突然出现故障也可继续称量，不需要立即停机检修，通过对每个传感器的实时检测，可以快速判断哪个传感器故障。降低对维护人员的要求。通过此项研究，在搅拌站的实际使用过程中有很高的实用价值。

参考文献：

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