電子地磅數字接線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現原材料進出料稱重，但原材料進出料稱重時，如果采用模擬傳感器接線盒，稱重傳感器與計量顯示儀表都存在長距離傳輸，且大多數地磅的安裝現場條件比較苛刻等諸多問題。 為了適應能源計量管理，針對現場條件差、信號傳輸距離遠的特點，我們采用數字接線盒的方式，將模擬信號轉換成數字信號，實現了數字角差調整與數字信號輸出。

一、數字接線盒工作原理

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

二、數字接線盒數據關系與數字處理

1.首先每個稱重傳感器獨立A/D采樣 ，數字濾波處理，得到穩定的A/D值xi。

2.通過各個稱重傳感器A/D值，進行加權合成，加權系數ki，零位A/D總值Zo，Pw是標定系數。

W=Pw×〔∑（xi×ki）-Zo〕

3.角差自動調整過程

空載時，采集各稱重傳感器A/D值，x10、x20、x30、x40，然后對各個角加載同一重物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.重量標定過程

空載時，記錄加權合成值Zo=∑（xi×ki），同時保存各稱重傳感器零點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.由于能采集各稱重傳感器加載值xi，各A/D增值（xi-xio），可以判斷各稱重傳感器的加載先后 ，從而判斷重物加載方向。

6.由于數字接線盒自帶按鍵顯示器，調整都在數字接線盒內完成，不依賴外部儀表。

三、數字接線盒的優點

1.每個稱重傳感器獨立供電和輸出，不會破壞原

傳感器的溫度補償性能。

2.每個稱重傳感器獨立A/D轉換，獨立數字濾波，穩定性更好，可判斷單個傳感器故障。

3.各稱重傳感器信號加權疊加 ，輸出信號大 ，是模擬接線盒輸出的N倍。

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

5.由于各稱重傳感器加載都能數字識別，所以能判斷稱重加載方向。

6.沒有其他可動部件，長期穩定性好。

7.數字接線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。

8.采用加裝無線傳輸模塊,方便實現無線傳輸.

四、地磅數字接線盒在能源管理中的應用

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

2.采用數字接線盒無線傳輸工程量減少成本降低，解決了原工業現場布線困難，易損壞的問題。

3.普通模擬接線盒不能判別重物進入秤臺的方向，數字接線盒的重物加載方向判別功能，可以自動兩次計量，計量準確度高。

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

五、小結

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