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三维姿态跟踪式可移动皮带秤在港口中的应用 南京三埃自控设备有限公司 袁延强 【摘 要】 港口料场的堆取料机位于输料线的前端，用安装于其旋臂上的移动式皮带 秤作为定量装船的计量控制点，控制精度和工艺合理性要比输料线末端卸料点水尺计控 和中部固定式皮带秤计控两种模式都优越。但因移动式皮带秤处于运动之中，倾角频繁 变化，影响了称重结果的准确性。传统的移动式皮带秤采用检测皮带机倾角并加以角度 修正的补偿技术有着种种先天的弊病。本文披露了一种采用了“三维姿态跟踪技术”的新 颖移动式皮带秤，解决了传统移动式皮带秤存在的问题，并介绍了其在定量装船中的两 类典型应用实例。 【关键词】 散料装船计量控制模式；移动式皮带秤；三维姿态跟踪技术；典型应用 大宗散状物料（煤炭、矿石等）的装、卸是港口作业的基本方式。如何在输送过程 中对物料进行准确地计量和控制，对于提高港口作业率、降低设备空转率及确保船舶航 行安全有着重要的意义。 本文拟在计量控制点设置模式的分析基础上，介绍“移动式皮带称重” 的相关技术， 并对利用“移动式皮带秤”进行“定量装船”和“原煤配送” 的控制方法进行介绍。 1 前端控制是定量装船的最佳模式 为实现定量装船之目的，必须对所输送的物料量加以控制，使装船的货物量不多不 少地在允差范围之内。从前端取料点到末端装船点之间的整条输料线上都可以设置计量 控制点，但设置在不同位置的效果大相径庭。下面将对计量控制点分别设在末端、中部、 前端这三种散料装船模式加以比较，分析其孰优孰劣。 图 1 装船控制点示意图 1.1 模式一：控制点设在末端 以水尺计重数据为依据，在输料线的末端设置控制点。 首先设定一个停机提前量，待水尺读得的装船量达到设定值（设定值=额定装船数 —提前量）时，停止输料线前端取料设备。此时从前端取料点到末端装船点之间有物料 停留，停留的物料量有以下三种情况： A ．停留物料量等于设定值，此次装船量控制成功。 B ．停留物料量小于设定值，则在途物料全部装船后，仍未达到额定装船量。如需 补足，则需要重复上述控制过程。 发生此种情况后，要求对补加量有一个更为准确的控制，同时在两次补料作业过程 间，存在一段输料设备空转期。导致装船作业时间延长和设备空转耗能，输料线越长、 其影响越大。 C ．停留物料量大于设定值，则将出现实际装船物料量大于额定装船量的现象。如 其超过了允许的偏差值，则会造成船舶超载，而这是严格禁止的，必须将超装的物料卸 出并返回原场地，如此势必造成作业时间延长和作业成本增加的后果。 如果为避免出现超载，在作业途中就得停止装船，造成输送线带料停车，而带料停 车将导致整条输送线无法启动的严重后果。 显然这种控制模式不是理想的模式。 试举一例： 输送线皮带机额定流量：6000t/h、皮带速度：4m/s 、取料点至装船点距离：2500m， 经计算，此时的设定停料量：1041.7t、提前停止输料时间：625s 。为保险起见，提 前时间应大于 625s 。由于输送线物料量不易控制、流量不均匀恒定，最终导致装船量有 较大的变数，二次补料不可避免。 1.2 模式二：控制点设在输料线中途 在整个装船输料线的某个中间位置设置一台计量皮带秤，对装船物料进行计量与控 制。 显然，控制点距前端取料点越近、补料量越小，对准确控制越有利。但这一控制模 式同样有一个提前量的设定问题，当这个设定量出现偏差时，结果与“末端控制”模式相 同。尤其是当散货料场纵深较长时，取料机取料时的位置就成了不可忽略的影响因素。 例如货场长度为 1000m 时，取料机在料场两端的位置差将造成约 1000m 皮带长度的物 料量偏差。 仍以前例：输送线额定流量：6000t/h、皮带速度：4m/s ，则此 1000m 皮带的物料 偏差即为 416.7t 。显然，这一误差量还是很大的，对装船作业是不能允许的。另一种常 见情况是当多台取料机共同作业装船时，情况将更为复杂，补料量将更难确定和控制。 显然，在这种情况下，只能通过调度员对实际情况的及时跟踪了解，并根据经验计 算得出计量控制的提前量，最终实现准确装船。 由于对于装船总量的单向性要求（不允许超载），依据调度人员的经验和估算就存 在较大的风险。因此，模式二也不理想。 1.3 模式三：控制点设在前