電子地磅數字接線(xiàn)盒在能源計量中的應用

在能源計量數據采集系統管理中使用地磅可實(shí)現原材料進(jìn)出料稱(chēng)重，但原材料進(jìn)出料稱(chēng)重時(shí)，如果采用模擬傳感器接線(xiàn)盒，稱(chēng)重傳感器與計量顯示儀表都存在長(cháng)距離傳輸，且大多數地磅的安裝現場(chǎng)條件比較苛刻等諸多問(wèn)題。 為了適應能源計量管理，針對現場(chǎng)條件差、信號傳輸距離遠的特點(diǎn)，我們采用數字接線(xiàn)盒的方式，將模擬信號轉換成數字信號，實(shí)現了數字角差調整與數字信號輸出。

一、數字接線(xiàn)盒工作原理

每個(gè)稱(chēng)重傳感器獨立供電，采用獨立A/D轉換、獨立數字濾波，通過(guò)各稱(chēng)重傳感器信號加權疊加、角差調整（即調整各稱(chēng)重傳感器的加權系數）。

二、數字接線(xiàn)盒數據關(guān)系與數字處理

1.首先每個(gè)稱(chēng)重傳感器獨立A/D采樣 ，數字濾波處理，得到穩定的A/D值xi。

2.通過(guò)各個(gè)稱(chēng)重傳感器A/D值，進(jìn)行加權合成，加權系數ki，零位A/D總值Zo，Pw是標定系數。

W=Pw×〔∑（xi×ki）-Zo〕

3.角差自動(dòng)調整過(guò)程

空載時(shí)，采集各稱(chēng)重傳感器A/D值，x10、x20、x30、x40，然后對各個(gè)角加載同一重物Wj，得到下列方程組：

Wj =Pw ×〔（x11 -x10） ×k1 +（x21 -x20） ×k2 +（x31 -x30） ×k3 +

（x41-x40）×k4〕

Wj =Pw ×〔（x12 -x10） ×k1 +（x22 -x20） ×k2 +（x32 -x30） ×k3 +

（x42-x40）×k4〕

Wj =Pw ×〔（x13 -x10） ×k1 +（x23 -x20） ×k2 +（x33 -x30） ×k3 +

（x43-x40）×k4〕

Wj =Pw ×〔（x14 -x10） ×k1 +（x24 -x20） ×k2 +（x34 -x30） ×k3 +

（x44-x40）×k4〕

解上面的方程組， 得到新的角系數：k1′、k2′、k3′、k4′。

消角差， 采用新的角系數 ki′ ， 計算加權合成重量。

W=Pw×〔∑（xi×ki′）-Zo〕

4.重量標定過(guò)程

空載時(shí)，記錄加權合成值Zo=∑（xi×ki），同時(shí)保存各稱(chēng)重傳感器零點(diǎn)A/D值xio。

加載砝碼We，對應的加權合成值Ze=∑（xi×ki）

計算標定系數Pw=We/（Ze-Zo）

5.由于能采集各稱(chēng)重傳感器加載值xi，各A/D增值（xi-xio），可以判斷各稱(chēng)重傳感器的加載先后 ，從而判斷重物加載方向。

6.由于數字接線(xiàn)盒自帶按鍵顯示器，調整都在數字接線(xiàn)盒內完成，不依賴(lài)外部?jì)x表。

三、數字接線(xiàn)盒的優(yōu)點(diǎn)

1.每個(gè)稱(chēng)重傳感器獨立供電和輸出，不會(huì )破壞原

傳感器的溫度補償性能。

2.每個(gè)稱(chēng)重傳感器獨立A/D轉換，獨立數字濾波，穩定性更好，可判斷單個(gè)傳感器故障。

3.各稱(chēng)重傳感器信號加權疊加 ，輸出信號大 ，是模擬接線(xiàn)盒輸出的N倍。

4.數字接線(xiàn)盒自帶調試操作器 ，自動(dòng)角差調整 ，角差調整方便、快速、高精度。

5.由于各稱(chēng)重傳感器加載都能數字識別，所以能判斷稱(chēng)重加載方向。

6.沒(méi)有其他可動(dòng)部件，長(cháng)期穩定性好。

7.數字接線(xiàn)盒和顯示儀表采用數字信號傳送 ，具有承受傳輸距離遠、抗干擾能力強的特點(diǎn)。

8.采用加裝無(wú)線(xiàn)傳輸模塊,方便實(shí)現無(wú)線(xiàn)傳輸.

四、地磅數字接線(xiàn)盒在能源管理中的應用

1.由于現場(chǎng)條件限制，如果采用普通模擬接線(xiàn)盒調整角差更困難。采用數字接線(xiàn)盒，現場(chǎng)調整方便快捷，而且角差調整準確，尤其是自動(dòng)角差調整。

2.采用數字接線(xiàn)盒無(wú)線(xiàn)傳輸工程量減少成本降低，解決了原工業(yè)現場(chǎng)布線(xiàn)困難，易損壞的問(wèn)題。

3.普通模擬接線(xiàn)盒不能判別重物進(jìn)入秤臺的方向，數字接線(xiàn)盒的重物加載方向判別功能，可以自動(dòng)兩次計量，計量準確度高。

4.數字接線(xiàn)盒由于自動(dòng)判別重物加載方向，還能作方向自動(dòng)修正，計量準確度更高。

五、小結

福建省計量科學(xué)研究院在全國率先開(kāi)展能源計量數據采集，數字接線(xiàn)盒從2011年起已在多家企業(yè)試運行，用于大部分企業(yè)在用的工業(yè)鍋爐煤耗稱(chēng)量。在生產(chǎn)中采用數字接線(xiàn)盒進(jìn)行給煤裝置技術(shù)改造，在節約能源和員工績(jì)效考評等方面可產(chǎn)生以下作用。一是能夠及時(shí)準確地掌握每日、每班，甚至每小時(shí)的能源消耗量；二是能夠及時(shí)通過(guò)煤耗了解每批用煤的質(zhì)量，為企業(yè)今后能源采購提供參考；二是通過(guò)數據能及時(shí)發(fā)現不同班組在生產(chǎn)中消耗能源的差別，使管理者能夠根據裝置作出的判斷進(jìn)行工藝和操作上的改進(jìn)，四是有利于加強內部績(jì)效管理和考核。