垃圾吊自動(dòng)定位稱重計(jì)量管理系統(tǒng)

一、概述

垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程是：生活垃圾由垃圾車定期運(yùn)入電廠，經(jīng)設(shè)在廠區(qū)內(nèi)的地磅進(jìn)行計(jì)量后，自動(dòng)卸入垃圾堆庫。生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，垃圾經(jīng)垃圾吊轉(zhuǎn)卸到爐前垃圾料斗，經(jīng)垃圾給料機(jī)連續(xù)均勻送入焚燒爐內(nèi)；同時(shí)粒度合格的輔助燃料煤，經(jīng)計(jì)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(jī)計(jì)量后送入爐膛內(nèi)燃燒。

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

    適應(yīng)工作環(huán)境及生產(chǎn)人員安全保障措施

    因垃圾堆放時(shí)會(huì)產(chǎn)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?jī)?nèi)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(jìn)行日常維護(hù)，以減少和避免生產(chǎn)環(huán)境對(duì)維護(hù)人員的人身傷害。

    選擇合理的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模式

    重量數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字化處理后由電臺(tái)發(fā)送和接收，這樣保證了數(shù)據(jù)的有效傳輸，減少和避免生產(chǎn)環(huán)境對(duì)維護(hù)人員的人身傷害。

    垃圾抓斗天車自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)高精度準(zhǔn)確計(jì)量保障措施

    通常要求，天車秤準(zhǔn)確稱重計(jì)量必須達(dá)到的指標(biāo)是：靜態(tài)標(biāo)定精度0.1%F.S，系統(tǒng)綜合精度0.3%F.S。要可靠實(shí)現(xiàn)天車秤高精度準(zhǔn)確計(jì)量，必須采取以下諸多保障措施。

    1)、選擇合理的秤體結(jié)構(gòu)方案并配置高精度稱重傳感器。

    實(shí)踐證明最常用的為雙層架小車式秤體結(jié)構(gòu)方案，配置精度等級(jí)優(yōu)于0.03% F.S、抗偏抗側(cè)抗沖擊能力強(qiáng)的鋼球承載雙孔梁式稱重傳感器。該方案突出特點(diǎn)是：計(jì)量精度高，不會(huì)降低原天車的安全系數(shù)和工藝。

    2)、選用數(shù)字稱重儀表組成數(shù)字電子秤。

    數(shù)字稱重儀表能夠從根本上解決模擬式電子秤計(jì)量精度差的缺陷。數(shù)字稱重儀表突出優(yōu)勢(shì)是：

    ※ mV級(jí)模擬信號(hào)先行轉(zhuǎn)換放大V級(jí)數(shù)字信號(hào)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(qiáng)電干擾和浪涌沖擊影響；

    ※ 數(shù)字信號(hào)無線無損傳輸可靠距離可達(dá)1000米；

    ※ 數(shù)字信號(hào)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(zhuǎn)換，采用數(shù)字和算技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬和算技術(shù)，通過工業(yè)總線協(xié)議傳送數(shù)據(jù)，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(shù)更大（50000），非線性優(yōu)于0.01%F.S，計(jì)量精度更有保證。

    ※ 無線遠(yuǎn)程標(biāo)定，無砝碼標(biāo)定。

    3)、啟用射頻智能定位儀，精確定位投料口位置。

    4)、啟用數(shù)字分站和數(shù)字主站。

數(shù)字分站同時(shí)有線接收稱重儀表數(shù)據(jù)、無線接收大小車位置數(shù)據(jù)，處理完畢后實(shí)時(shí)上傳至數(shù)字主站，而每臺(tái)數(shù)字主站可同時(shí)帶動(dòng)四臺(tái)數(shù)字分站工作，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)或PLC系統(tǒng)，很好地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)稱重計(jì)量準(zhǔn)確、方便和快捷。

 

二、主要功能

    1)、重量數(shù)據(jù)采集無線發(fā)送（多路智能轉(zhuǎn)換器+數(shù)字電臺(tái)發(fā)送）

    2)、稱重?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示（數(shù)字儀表+數(shù)字電臺(tái)接收）

    3)、大小車位置數(shù)據(jù)采集無線發(fā)送（智能定位儀+位置傳感器+數(shù)字電臺(tái)發(fā)送）

    4)、有效數(shù)據(jù)自動(dòng)累加，計(jì)量數(shù)據(jù)的顯示和查看，生成各種報(bào)表，位置數(shù)據(jù)的分析和處理（數(shù)字分站+數(shù)字電臺(tái)接收）

    5)、天車超載報(bào)警和安全保護(hù)

    稱重儀表設(shè)計(jì)有起重量限制器的功能，可編程繼電器輸出動(dòng)作點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量的同時(shí),還可以實(shí)現(xiàn)天車超載報(bào)警控制功能和安全保護(hù)功能。不必再另行安裝起重量限制器，避免和節(jié)省了用戶重復(fù)投資。

    6)、無線遠(yuǎn)程標(biāo)定

    稱重儀表可實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程標(biāo)定和無砝碼標(biāo)定。

    7)、自動(dòng)定位稱重計(jì)量

系統(tǒng)設(shè)計(jì)有位置信號(hào)采集接口及控制程序，通過配置RFID自動(dòng)識(shí)別裝置，它將安裝在現(xiàn)場(chǎng)明晰駐在物（定位點(diǎn)）的標(biāo)簽通過RFID讀卡器接入稱重控制儀表，根據(jù)工廠的工藝流程，將參與系統(tǒng)的每部天車運(yùn)行過程中的重量信息、位置信息和時(shí)間信息收集整合，再借助無線數(shù)傳技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行理解、推理、認(rèn)知和自學(xué)習(xí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)天車運(yùn)行過程和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、智能分析、模擬現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表生成等，最終組成垃圾垃圾吊自動(dòng)定位稱重計(jì)量管理系統(tǒng)。

 

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

    1)、模塊化結(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)包括多個(gè)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)單獨(dú)工作，分別實(shí)施重量數(shù)據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換、位置數(shù)據(jù)的采集等，從而構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng),并通過無線遠(yuǎn)傳至數(shù)字儀表和分站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

    2)、系統(tǒng)的穩(wěn)定性好

    輸出信號(hào)經(jīng)高增益，低漂移，高阻抗的運(yùn)算放大器進(jìn)行放大。采用單片微處理控制，速度快，精度高，性能穩(wěn)定可靠。

    3)、適應(yīng)高溫，強(qiáng)震動(dòng)，粉塵，腐蝕，強(qiáng)磁場(chǎng)的工業(yè)環(huán)境。

 

四、系統(tǒng)組成

    1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

每套電子稱重系統(tǒng)顯示部分安裝在橋式起重機(jī)地面控制室內(nèi)，重量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（多路智能轉(zhuǎn)換器+數(shù)字電臺(tái)發(fā)送）和大小車位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（智能定位儀+位置傳感器+數(shù)字電臺(tái)發(fā)送）安裝在天車的大車和小車上。量數(shù)據(jù)無線發(fā)送至數(shù)字稱重儀表對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)顯示并有線傳送至分站，位置數(shù)據(jù)無線發(fā)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(hào)信息有線發(fā)送至主站，主站分析整理后上傳至上位機(jī)或PLC管理系統(tǒng)，每臺(tái)主站可同時(shí)帶動(dòng)識(shí)別四臺(tái)分站（四部天車）。

    （1）、多路智能轉(zhuǎn)換器（專利號(hào)：ZL2014202491380）

      將傳感器重力信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，

      送到多路智能轉(zhuǎn)換器變成RS485 數(shù)字信號(hào)。

    （2）、位置傳感器（專利號(hào)：ZL2o1410781358.2）

      RF射頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，

      用于存儲(chǔ)物料信息和位置信息。

    （3）、智能定位儀（專利號(hào)：ZL2o1410781358.2）

      用于識(shí)別物料信息和位置信息，并處理發(fā)送至數(shù)字電臺(tái)。

    （4）、數(shù)字稱重儀表（專利號(hào)：ZL201120320819.8）

    電子天車秤儀表是我公司專利產(chǎn)品（ZL201120320819.8），是我公司結(jié)合多年的工業(yè)稱重經(jīng)驗(yàn)為滿足客戶現(xiàn)場(chǎng)多樣功能需求而研制開發(fā)的一款工業(yè)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(biāo)準(zhǔn)的要求。

    本儀表內(nèi)核控制采用最新32位高性能處理器，集成最新實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，擁有許多特殊的先進(jìn)性能，如: 抗干擾性強(qiáng)，全程數(shù)字化數(shù)據(jù)處理、全面板數(shù)字調(diào)校。儀表的硬件和軟件均采用模塊化設(shè)計(jì)理念，可以配套多種智能模塊和多種通訊協(xié)議工作方式，各個(gè)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(tái)秤、抓斗秤、轉(zhuǎn)載機(jī)、軌道秤、定量包裝秤等各種電子衡器以及工業(yè)自動(dòng)化稱重控制系統(tǒng)。

    ◆ 功能特點(diǎn)

     ※  適用于所有模擬式或數(shù)字式電阻應(yīng)變式稱重傳感器。

     ※  操作簡(jiǎn)單，有零點(diǎn)校正、增益校正、加載標(biāo)定和免加載標(biāo)定四種標(biāo)定與校秤方法，可適應(yīng)多種場(chǎng)合。

     ※  特有的免加載標(biāo)定程序支持參數(shù)化自動(dòng)調(diào)校，不需要實(shí)物校稱，滿足大噸位物料稱量應(yīng)用。

     ※  儀表高速口最多可掛載24個(gè)外置稱重模塊，可實(shí)現(xiàn)一表多秤（最多12個(gè)）功能，用以消除稱重傳感器并接產(chǎn)生的誤差，能夠單獨(dú)處理存儲(chǔ)每個(gè)模塊的標(biāo)定數(shù)據(jù)，抗偏載，提升精度。

     ※  防作弊功能，儀表通訊協(xié)議采用特殊加密算法，防止篡改，大大增強(qiáng)系統(tǒng)安全可靠性。獨(dú)特的系統(tǒng)參數(shù)再恢復(fù)功能，支持在線系統(tǒng)升級(jí)。

     ※  運(yùn)行實(shí)時(shí)故障檢測(cè)及報(bào)警，直接輸出單一傳感器故障報(bào)告，維護(hù)便捷。

     ※  對(duì)于天車稱重計(jì)量可選擇卷筒鋼絲繩重量補(bǔ)償、超載報(bào)警安全控制、遠(yuǎn)程操作、自動(dòng)定位稱重功能。

     ※  可選為裝載累加計(jì)量場(chǎng)合如抓斗天車裝車計(jì)量、電磁吊裝料計(jì)量和裝載機(jī)裝車計(jì)量等。

     ※  驅(qū)動(dòng)低功耗熱敏微打，打印稱量記錄或小型報(bào)表。

     ※  具有自我診斷功能和時(shí)鐘功能，斷電數(shù)據(jù)保存不丟失，可設(shè)置顯示時(shí)間和日期，海量保存數(shù)據(jù)列表。

    ◆ 儀表技術(shù)性能

     ※  工作電源：AC 165V～265V，48Hz～62Hz。

     ※  工作環(huán)境溫度：-10℃～45℃。

     ※  工作環(huán)境濕度10%～90%，無冷凝。

     ※  消耗功率：10W - 30W（最大配置時(shí)）。

     ※  顯示分度數(shù)：最大顯示分度數(shù)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(zhuǎn)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(nèi)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(hào)接口：可接入編碼器信號(hào)用于測(cè)速。

     ※  模擬量輸出：兩路12位4-20mA輸出(可調(diào)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(guān)量輸入：共四路，接口電壓24V，有效電流5mA，干結(jié)點(diǎn)輸入，用于外部鍵控和遠(yuǎn)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(cè)控體系，遠(yuǎn)至1000米無損數(shù)字化傳輸。

     ※  通訊協(xié)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(jié)構(gòu)方案通常采用魚背面承載橋式傳感器，其特點(diǎn)為承載面圓弧R能適應(yīng)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(shí)仍能保持很高的計(jì)量精度。為滿足冶金等行業(yè)高溫作業(yè)需要，該傳感器需要設(shè)計(jì)為耐高溫稱重傳感器（最高耐溫200℃），采用進(jìn)口玻璃纖維增強(qiáng)型聚酰亞安基底卡碼溫度自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)設(shè)計(jì)制造，在長(zhǎng)期高溫?zé)岱?、環(huán)境溫度梯變或瞬變等惡劣條件下，能保持稱重或測(cè)力的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，可替代國外進(jìn)口耐高溫傳感器產(chǎn)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(luò)連接、抗偏抗側(cè)抗沖擊能力強(qiáng)、維修更換方便、安全可靠等特點(diǎn)。

    耐高溫稱重傳感器主要技術(shù)性能指標(biāo)如下：

     ※  允許工作溫度;-40—+200℃

     ※  零點(diǎn)溫度補(bǔ)償范圍:-20—+200℃

     ※  零點(diǎn)溫度影響:0.02%F.S/10℃

     ※  靈敏度溫度系數(shù):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(shù)傳電臺(tái)

    根據(jù)實(shí)際需要，通常用于電子天車秤的無線數(shù)傳電臺(tái)包括兩種選擇：進(jìn)口大功率遠(yuǎn)距離數(shù)傳電臺(tái)和國產(chǎn)中距離無線數(shù)傳電臺(tái)，都能夠適應(yīng)遠(yuǎn)距離傳輸和電磁干擾嚴(yán)重的工況。

    無線數(shù)傳電臺(tái)主要性能特點(diǎn)：

     ※ 進(jìn)口：工作頻段223～235MHz,16個(gè)半雙工頻道可編程設(shè)置，

  國產(chǎn)：工作頻段430～480MHz，32個(gè)半雙工頻道可編程設(shè)置或者編碼開關(guān)設(shè)置。

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

  國產(chǎn)：功率500mW，傳輸距離4000米（空曠無阻擋）。

     ※ 具有“長(zhǎng)發(fā)”保護(hù)功能，可連續(xù)不間斷工作。

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

     ※ 采用先進(jìn)的低噪聲、寬頻帶、高效率場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器,功耗低、雜波小、發(fā)熱少、可靠性高。

     ※ 鋁殼封裝，屏蔽好, 散熱性好,可保證數(shù)傳電臺(tái)連續(xù)工作。

     ※ 優(yōu)質(zhì)高增益吸盤天線確保信號(hào)傳輸質(zhì)量并達(dá)到較遠(yuǎn)的傳輸距離。                                  

    （7）、分站(專利號(hào)：ZL2o1410781358.2)

    本儀表是專門為實(shí)現(xiàn)天車自動(dòng)定位稱重計(jì)量管理而開發(fā)的一款分站，主要功能是通過兩個(gè)通迅串口RS232接收位置信息，一個(gè)通迅RS485串口接收稱重信息，另一個(gè)通迅RS485串口負(fù)責(zé)將上述信息無線發(fā)送給主站。

    技術(shù)指標(biāo)

     ※ 工作電源：AC 165V～265V，48Hz～62Hz。

     ※ 工作環(huán)境溫度：-10℃～45℃。

     ※ 工作環(huán)境濕度10%～90%，無冷凝。

     ※ 消耗功率：10W - 30W（最大配置時(shí)）。

     ※ 顯示分度數(shù)：最大顯示分度數(shù)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(nèi)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(diào)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(guān)量輸入：共四路，接口電壓24V，有效電流5mA，干結(jié)點(diǎn)輸入，用于外部鍵控和遠(yuǎn)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(cè)控體系，遠(yuǎn)至1000米無損數(shù)字化傳輸。

     ※ 通訊協(xié)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。