數字式地磅在煤炭銷售計量中的實際應用

本文介紹了數字式地磅的組成、安裝調試、檢修等方面知識，闡述了數字式地磅與模擬式地磅相比的一些獨到之處和優點。

一、引言

隨著數字技術和信息技術的高速發展，極大地促進了地磅的數字化的發展，數字式地磅主要由數字式稱重傳感器和數字式儀表等零部件組成，它是在傳統的模擬式地磅的基礎上，采用數字稱重技術發展起來的新產品。與傳統的模擬式地磅相比具有抗干擾能力強、角差易調整、免標定、不間斷工作、具有自我識別功能、便于故障診斷和易實現加密、防作弊效果明顯等優點。

數字式地磅由于使用數字式傳感器，其線性、溫度性能、蠕變和滯后等指標明顯優于模擬式地磅，同時，還從技術上解決了長期以來困擾汽車衡維護的更換傳感器和儀表須重新標定的問題。因數字式地磅采用了數字技術，構成方式與模擬式地磅有較大的差異，使得兩者在安裝調試、維修等方面也有明顯的不同。

二、數字式地磅的安裝

（一） 傳感器與儀表的連接傳感器與秤臺的安裝與模擬式地磅一樣，但傳感器與儀表的接線有較大的區別，這是數字式地磅安裝最基本也是最重要的步驟之一。首先要知道接口中各引腳的定義，目前的數字式傳感器接口一般采用 RS485 通訊方式，分兩線制和四線制兩種接口方式。

（1） 兩線制方式采用兩線制方式 （半雙工方式） 與儀表通訊，

這種方式發送和接收數據不能同時進行，同一時刻數據只能單向傳輸；傳感器采用五芯通訊電纜，其中電源線兩根 （如 +V 和 - V），通訊線兩根，屏蔽線一根。通訊線一般用代號 A、B 表示，其中 A

表示 RS485+，B 表示 RS485- 。可以配備兩線制和四線制 RS485 接口的數字儀表。接線時所有的傳感器和儀表的電源正相連、電源負相連、數據正（A 或 T+） 相連、數據負 （B 或 T-） 相連，即儀表的發送和接收的負信號短接，接傳感器的發送和接收負；儀表的發送和接收的正信號短接，接傳感器的發送和接收負。

四線制方式

采用四線制方式 （全雙工方式） 與儀表通訊，這種方式發送和接收數據可同時進行，提高了數據處理速度。傳感器采用七芯通訊電纜，其中電源線兩根 （如 +V 和 - V），通訊線四根，屏蔽線一根。一般用 T+ 表示數據發送正端，T- 表示數據發送負端，R+ 表示數據接收正端，R- 表示數據接收負端（注意：接線時請仔細查看傳感器的說明書，有些廠家采用不同的定義標準）。四線制 RS485 接口的傳感器一般只能連接提供四線制接口的儀表。接線時遵循電源正相連，電源負相連，所有傳感器的數據接收正 （R+） 連在一起再與儀表的數據發送正（T+） 相連，所有傳感器的數據接收負 （R-） 連在一起再與儀表的數據發送負（T-） 相連，即發送接接收，接收接發送，正對正，負對負實際應用中，先把所有傳感器的電纜集中連接到接線盒中，然后通過一根總電纜與數字儀表相連。

（二） 安裝前的準備工作

一般在數字式傳感器安裝前，先設置和標示數字式傳感器的通訊地址，設置操作可使用數字儀表提供的通訊地址設置功能來完成。為了調試和維修方便，必須記下每個不同地址編號的傳感器在秤臺的安裝位置，該地址與傳感器安裝位置一一對應，以及每個不同地址編號的傳感器導線在接線盒的連接位置。傳感器地址由儀表自動排序，一般按照安裝次序由小到大編碼，以 10 只傳感器為例，可依次將通訊地址設為 1、2、3、4、5、6、7、8、9 和 10，設置完成后，在傳感器（或導線） 醒目位置及與接線盒的接口端做明顯的標識，以便今后安裝和連接。

（三） 安裝與調試

下面介紹D2002E 型儀表的數字式地磅的安裝調試。

（1） 安裝

數字式地磅的秤體安裝要求與模擬式汽車衡一樣，也需要基礎平整可靠，傳感器和秤臺接觸良好，安裝時要確保傳感器位置的準確，使每個傳感器受力相對均勻。有人認為數字式汽車衡進行的是數字方式，可調整的范圍非常大，不必嚴格要求每個傳感器受力均勻，現場試驗證明上述觀點是錯誤的，數字式傳感器數字調角差的范圍的確很大，無論傳感器受力差異再大，都能修正過來，但是，這樣調試的結果都是暫時的，使用一段時間后，角差和線性會發生嚴重的改變，導致計量準確度改變。同時，在傳感器受力不均勻的情況下，數字角差修正的精度也不理想。

（2） 傳感器安裝中的注意事項

1） 總信號線的要求

總信號線在沒有特殊要求的情況下，出廠標準長度一般為 15m，超過此長度需定做，用戶不能隨意加長或更換其他信號線。

2） 傳感器的水平調整順序

秤臺、傳感器安裝好后，有時會發現其中一角或多角不平的現象，一般是從偏差較大的角開始加減墊片，以達到理想的狀態。

3） 接線要求

稱重系統聯機時，所有傳感器導線必須按接線板上的標識連線，以免損壞傳感器和儀表。一定要確保電源線連接正確無誤，尤其是在安裝結束通電調試前，要再次仔細核查電源線連接的正確性，以免造成傳感器內部電路損壞。

4） 系統接地

整個電子稱重系統 （包括傳感器、儀表等）必須有良好的接地，以有效防止各種電磁干擾和雷電侵害，保證系統穩定工作。

（3） 調試

一般情況下，地磅安裝完畢且通訊正常后，應首先在數字儀表上設置如小數點、分度值、最大秤量等參數，并對地磅進行一次簡單標定，然后用盡可能接近滿量程的載重汽車在秤臺上來回壓 3 次 ~5 次，以保證秤臺各部分穩固、壓實，傳感器垂直受力。壓完后空秤狀態下，儀表應能可靠回零，否則需檢查秤臺和傳感器是否存在安裝問題，基礎是否存在不實等問題。當數字儀表回零理想后，可通過查看空秤時每只傳感器輸出的碼值來初步判斷傳感器受力情況。

先將儀表通電，按檢查鍵看每只傳感器的內碼值，每個傳感器的內碼值即為傳感器受到秤臺重量的一個大概值，理論上是將秤臺看作質量分布均勻，安裝在秤臺中間的傳感器受力比兩邊的傳感器所受的力要大，其碼值大約為 2∶1 的比例關系。為了保證傳感器的受力均勻，要求安裝在秤體邊上的四個傳感器的四個內碼值中的的最大值與最小值相差要小于 400，安裝在秤臺中間的傳感器的內碼值中的最大值與最小值相差要小于 400，

且中間傳感器的內碼值大約是四周四個傳感器內碼值的兩倍。檢查中若發現某只傳感器的內碼值異常大或小，則說明傳感器安裝不平，須通過加減墊片的方法將秤臺調平，直至滿足上述條件，說明秤臺安裝良好，傳感器受力相對均勻。特別要注意：如果傳感器、秤臺安裝不平，則會造成汽車衡的段差，即使通過儀表的角差調整功能也解決不了問題。

（四） 角差調整當以上所有工作完成后，就可對地磅進行

角差調整。角差修正前最好對地磅進行一次初標定。

由數字傳感器組成的秤，其角差的調整可以通過儀表軟件自動調整。由于儀表可以讀取到每個傳感器的受力情況，因此只要在各角加載一遍，儀表即可計算出各點的角差系數，可自動進行秤的角差調整，免去了反復加載砝碼的麻煩，一遍加載即可完成角差調整，非常簡便快捷。

（1） 手動角差調整

先用 n-11 Max （Max 最大秤量，n 為傳感器的個數） 的砝碼壓某號傳感器正上方，按四角手動鍵，儀表顯示 no，按輸入鍵，顯示該傳感器的角差系數，若儀表顯示值比實際砝碼值大，則可下調該傳感器的角差系數，反之，則將該傳感器的角差系數上調，直至儀表顯示值與砝碼值一致。然后，依次對其他所有傳感器進行壓角修正一遍，整個角差調整過程結束。角差系數調整可參照以下估算公式：

式中：K'—角差系數；

L—加載砝碼重量值；

E—儀表顯示值與砝碼值之差。

也可不用估算，但要多次調整系數才能到達目的。

（2） 自動角差調整按四角自動鍵，輸入密碼，按輸入后再輸入傳感器的個數，輸入壓角重量，按輸入顯示 No1，

在第一角加載輸入量，待穩定后按輸入再進行下一個角，直至 n 個角，最后按輸入退出。這種調試角差方法的效果不是太理想，有時會有一個分度值的段差，要想段差更小，稱量更準確，建議采用手動四角調整。

四角調整符合要求后，必須進行量程校準，即標定操作。不同廠家的數字儀表調試和標定的方法不一致，請參見相應的技術和使用手冊。

三、常見故障及處理辦法

由于數字式傳感器是在傳統電阻應變式傳感器基礎上，結合現代微電子技術、微型計算機技術的集成而發展起來的一種新型的電子稱重技術，因此，數字式汽車衡與模擬式地磅的現場維修也有較大區別，數字式汽車衡智能化程度很高，數字儀表具有自診斷功能，便于故障查找，利用三用表等傳統的檢測手段已無法判斷傳感器的好與壞。數字式地磅的故障現象多種多樣，引發故障的因素也很多，稱重系統的各個構成部分和外部環境都有可能引發故障，且相同的故障現象往往由不同的原因引起。

以下介紹 儀表的數字式地磅的故障處理。

（一） 數字地磅出現段差現象可能原因：排除傳感器損壞的可能性，主要是因秤體加工和安裝不達標導致的系統故障，有以下幾個方面的問題。

（1） 傳感器安裝受力嚴重不平衡導致的角差無法消除。

（2） 秤臺撓度不夠導致角差無法消除，角差隨加載重量成比例增大。

（3） 秤體扭曲變形導致角差、段差無法消除。

（4） 兩秤臺搭接不可靠導致段差過大。

解決辦法：在排除以上問題后，用 D2000E 型儀表提供的手動四角調整或自動模式，具體步驟如下：首先按四角自動鍵，儀表顯示 Ant，輸入傳感器總數后，設置壓角砝碼重量值，然后在 01 號傳感器正上方加載砝碼，按輸入鍵確認，依此類推，直至在所有傳感器正上方加載一遍，角差調整完成。

（二） 儀表數字不穩定可能原因：接地不良和傳感器漂移

解決方法：首先檢查接地是否完好、可靠，包括電源接地，儀表的金屬外殼接地，秤體、傳感器等接地。在確定接地安全可靠后，再通過

D2002E 型儀表查看傳感器內碼的檢查鍵逐一查看每一只傳感器當前的受力情況，若發現某只傳感器的碼值輸出有時不穩定、跳變，而其它傳感器輸出的碼值都很穩定，則可判定該傳感器損壞引起儀表數字不穩，更換后儀表恢復正常。

（三） 在安裝、使用過程中，儀表顯示 Err01。

可能原因：01 號傳感器有故障、其線路連接有問題或導線損壞。

解決方法：檢查傳感器、接線盒、儀表的連接是否完好，然后查找 01 號傳感器，若無 01 號傳感器，則表明該傳感器的地址可能丟失或被修改，用儀表的修改地址功能將該傳感器的地址編號輸入或改回原來的地址編號。如果找到 01 號傳感器，測量其接線板上紅、黑連接線間是否有9V~12V 的電壓，若無電壓，則測量儀表與接線盒總連線的 DB9 插頭坐上的紅黑連線是否有 9~12V電壓，若有電壓，則儀表與接線盒的連線斷路；若無電壓，則儀表內部供電損壞，需更換儀表。

四、結束語

數字式地磅因為采用了數字技術，因此具有傳統的模擬式汽車衡無法比擬的優點，它采用的數字式稱重傳感器以可靠性高、免標定、傳輸距離遠、角差容易調整等優點，成為了當今衡器行業的新寵。特別是在系統檢修過程中，因數字式地磅有利用數字儀表時刻監視每只傳感器的工作狀態、便于故障診斷等獨特優勢以及其它諸多便利和優點，而愈來愈廣泛地應用于煤炭、冶金、港口等行業。