摘 要：本文介绍了煤炭产量监控系统的结构与工作原理，产量监控系统在日常煤炭生产过程中的应用及日常使用中的保养与维护。 
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　　关键词：电子皮带秤；结构；原理；检定 
　　中图分类号：TP3 
　　煤炭产业作为我省的支柱产业，所提供的税费已成为全省财政收入的主要来源。为了提高税收征管质量和工作效率，规范煤炭企业的纳税行为，增加财政收入，控制煤矿超能力生产，促进煤矿安全状况稳定好转，在全省各类煤矿所有生产矿井各建立一套煤炭产量计量监测装置，实时网络传输矿井实际产量。 
　　1 煤炭产量监测系统的结构及工作原理 
　　1.1 总体结构 
　　煤矿产量监测系统如下图1所示，由煤矿产量监控终端、省、市网络中心产量数据库、煤炭产量监测系统管理软件、数据采集传输系统组成。 
　　煤矿产量监测终端包括轻轨式监测终端、竖井式监测终端和皮带秤式监测终端三种。 
　　在矿级将产量监测终端以IP设备形式接入网络，采用智能数据自动上传功能及传输格式协议，市级网络中心通过数据采集传输软件实时接收各矿数据，经过处理存入其产量数据库，并可向市级国税、地税、国土、财政等相关单位传送数据。 
　　1.2 煤炭产量网络拓扑图介绍 
　　煤矿的产量监测终端将产量数据上传到市服务器，市服务器采集系统将接受到的产量数据写入数据库，并且将产量数据上传到省局产量服务器。 
　　市局产量监测管理软件提供对县区监测点和煤矿的产量数据浏览功能。 
　　1.3 三种提升方式设备连接图 
　　煤矿产量监测系统硬件部分主要由秤体、采集终端箱、数据服务器三大部分组成其中秤体部分又根据提升方式的不同分为皮带、轨道、竖井三种形式。（如图3） 
　　图3 三种提升方式设备连接示意图 
　　同煤集团各矿根据开采条件，选用的都是皮带提升这种方式，下面着重介绍这种电子皮带秤产量监控系统。 
　　2 皮带秤产量监控系统 
　　2.1 皮带秤的结构 
　　秤体部分主要由秤架、称重传感器构成。秤架是力传递装置，它把物料的重量传递给称重传感器；称重传感器是力转换装置，它把作用力的转换为电信号输出。 
　　秤体部分的称架结构也有所不同，常见的两种分别是全悬浮式和耳轴式结构。 
　　全悬浮式称重桥架为具有四组称重托辊、四只压力传感器，这种桥架没有支点和运动部件，具有长期稳定性，称重性能好，同时这种结构抗侧向力、抗水平分力性能好，能够适当减少了皮带跑偏和落料偏移对系统精度的影响。 
　　耳轴式称重桥架装有四组称重托辊，采用两只称重传感器，两侧支承采用耳轴支点，这种封闭装置可以防震、防潮、防腐及防止物料堆积。正是因为这种相互对称的双杠杆结构，使得在称量过程中可以抵消一些水平分力的作用（比如说皮带运行中自身的张力、皮带跑偏引起的侧向力）对称量精度的影响，所以这种称架稳定性好，称量精度较高。 
　　2.2 称重传感器原理 
　　压力传感器采用四片电阻应变片构成全桥桥路（如图5），在所加桥压U不变的情况下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力成正比的原理构成。 
　　压力传感器主要由电阻应变片、弹性体和检测电路组成。在外力作用下弹性体产生弹性变形，使粘贴在他表面上的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的检测电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外力变换为电信号的过程。 
　　2.3 变送器原理 
　　变送器是将被测信号转换成按线性比例输出直流电流、电压并隔离的设备，配以相应的指示仪表和装置，是电力系统、自动化控制系统等必需的信号处理单元，具有放大传输信号的功能。 
　　变送器激励电压：皮带变送器DC15-24V（19V），轨道变送器：DC15-36V（19V）；输出参数：皮带变送器：RS485信号，轨道变送器：4-20MA电流信号；给传感器供电电压：DC12V。 
　　2.4 系统终端工作原理 
　　系统终端工作原理如图6所示，重物经过称重传感器时，称重传感器产生电信号，并把电信号发送到变送器，变送器把电信号放大后再发送到控制器，控制器把电信号进行A/D转换、运算、保存后通过TCP/IP协议发送到产量服务器。 
　　3 电子皮带秤的检定 
　　目前，国内有两种电子皮带秤检定标准装置：电子皮带秤实物校验装置和循环链码模拟载荷校验装置。集团公司各生产矿井的电子皮带秤主要是安装使用在地面主皮带输送机走廊内和井下主皮带输送机巷道内。实物校验装置是以一定量的实际物料在皮带上通过电子皮带秤的一种校验，操作时需要搬运大量的试验物料，由于输送机巷道内和走廊内空间狭小，搬运实际物料劳动强度大，工作效率低，不便使用实物对电子皮带秤进行现场检定，另外实物校验装置投资大，必须与皮带秤配套使用。模拟载荷校验装置，其主要设备是循环链码，必须安装在皮带机上与皮带秤配套使用，需要一部皮带秤配备一部循环链码校验装置，投资较大。考虑煤矿生产的时间性和特殊性，皮带秤安装使用地点空间狭小，环境条件比较差，我们选择链码校验装置对电子皮带秤进行现场标定。 
　　链码校验装置，其主要设备是标准链码，在电子皮带秤使用现场，用标准链码模拟物料在皮带上通过电子皮带秤的一种校验，该校验准确、可靠、简单，便于操作，节省人力，不受空间限制，投资也比较少。 
　　3.1 准备工作 
　　空皮带运行，稳定后测量带速、周期等参数。然后将各参数输入控制面板。 
　　3.2 零点标定 
　　皮带空载运行稳定后，在控制面板输入标零指令，皮带称开始自动标零，一周期后标零结束，重复数次取平均零点值输入控制面板并保存，完成零点标定。 
　　3.3 链码标定 
　　将适量的链码（重量根据皮带最大输送能力计算得到，一般应大于称量上限的20%）平铺于皮带称的称量段，加固后开启皮带机，待皮带运行稳定后在控制面板输入标定指令，在规定标定时间后结束标定，生成新的称量系数，重复标定直至称量误差在规程规定范围内停止标定，将称量系数输入控制面板并保存，结束皮带秤的标定。 
　　4 日常保养与维护 
　　（1）定期清扫，以防秤体积灰积料，造成称量不准。 
　　（2）定期检查皮带秤的活动部分，是否有物料或异物卡住。具体的检查位置有：托辊与输送机架的中间位置，秤架与秤体的横梁处，耳轴与秤架的相连部分，主秤与附秤的相连接位置。 
　　（3）防止皮带跑偏，定期调整以防造成计量不准。 
　　（4）不能对秤体实施较强外力冲击，使某一传感器局部受力过度，影响秤体精度。 
　　（5）最好有一定的防护设施，秤体不能长期受潮或浸泡在积水中，易产生漏电、短路等现象。 
　　（6）严禁在传感器附近进行电焊，防止大电流损坏传感器。 
　　（7）信号电缆敷设时或使用中不要与电力电缆交叉布置，以防干扰。 
　　（8）保证秤重托辊及秤重域内托辊运转自如，否则更换。 
　　（9）不得随意改装秤体安装位置或配件。 
　　5 结束语 
　　通过使用煤炭产量监控系统，不仅控制了煤矿超能力生产，促进煤矿安全状况稳定好转，同时提高税收征管质量和工作效率，规范煤炭企业的纳税行为，保证了全省财政收入的主要来源。 
　　参考文献： 
　　[1]全国衡器计量技术委员会.连续累计自动衡器[M].北京：中国计量出版社，2005. 
　　[2]方原柏.电子皮带秤[M].北京：冶金工业出版社，2007. 
　　[3]《连续累计自动衡器》GB/T 7721-2007[M].北京：中国标准出版社，2008. 
　　[4]谢双维.传感器技术[M].北京：中国计量出版社，2005. 
　　作者简介：任继东（1981.11-），男，山西大同人，2005年7月毕业于天津师范大学，现任职称助理工程师，同煤集团计量监督中心检测科副科长。 
　　作者单位：同煤集团计量监督中心检测科，山西大同 037003