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一、概述
皮帶秤稱重儀表是一種將來自稱重秤架上 稱重傳感器的重量信號和位移傳感器的長度信 號進行處理得到輸送物料累計重量的電子設備。 當今電子技術基礎平臺的發(fā)展為皮帶秤儀表的 設計迎來了廣闊的空間，CPU技術已經(jīng)從8位 發(fā)展到32位，系統(tǒng)主頻也由十幾兆達到幾十兆 甚至上百兆，AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器也從10位上升到 24位。SOC （片上系統(tǒng)）、DSP （數(shù)字信號處 理）、CPLD （可編程邏輯器件）等新技術正逐 步應用到皮帶秤的儀表中。
軟件是儀表的核心技術，由于儀表硬件平 臺的發(fā)展，實時嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)越來越多 的應用到皮帶秤儀表當中，徹底改變了過去簡 單的軟件系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，大大提高了儀表系統(tǒng) 功能和可靠性。數(shù)字濾波技術的采用消除皮帶 秤被測物料的沖擊運動所產(chǎn)生的干擾，保證了 皮帶秤的稱量精度。
二、特點和要求
皮帶秤儀表是皮帶秤的核心組成部件，皮 帶秤的所有應用特點和要求也大部分通過儀表 的各種功能反映出來。
（一）機殼
皮帶秤儀表的機殼一般可分為壁掛式和盤 裝式兩種，如圖1所示。

圖1壁掛式和盤裝式機殼

壁掛式儀表一般安裝在皮帶秤現(xiàn)場，環(huán)境比 較差，要求機殼的防護等級至少達到IP54,甚至 IP56O盤裝式儀表安裝在電氣控制柜中，環(huán)境較 好，對機殼的防護等級沒有什么特別的要求。無 論什么型式的機殼，都應該通過電磁兼容試驗， 尤其是抗電磁場輻射?，F(xiàn)行的皮帶秤國家標準和 檢定規(guī)程中的抗電磁場輻射的試驗場強為3V/m, 但從今后的發(fā)展趨勢看，試驗場強將達到10V/m, 因此儀表的機殼材料和設計應立足于抗10V/m的 電磁場輻射。
（二）型式試驗
按照皮帶秤國家標準和檢定規(guī)程對皮帶秤做 型式試驗時，模擬試驗的試驗裝置應配備“能夠 對由位移傳感器測量的整個皮帶長度和操作者預 設的等量皮帶長度與恒定載荷積分結(jié)果進行比較 的運行檢査裝置”。如果試驗室不能提供這樣一個 裝置，那么這個裝置應由皮帶秤的儀表來替代。 這就需要皮帶秤儀表具有預設等量脈沖數(shù)的功能， 能夠接受外部脈沖信號用以等效皮帶長度，這通 常是通過建立測試周期的方法來獲得的。
（三）置零
皮帶秤儀表的置零可分為手動置零、半自動 置零和自動置零等三種形式。手動置零是通過手 動輸入零點值來完成的，一般很少使用。半自動 置零是通過手動輸入置零命令，由儀表自動完成 置零。自動置零是無需通過手動輸入置零命令， 儀表自動完成置零。皮帶秤儀表沒有初始置零， 儀表在初次安裝時，置零操作是沒有限制的，在 初次安裝完成后，置零范圍應不超過最大秤量 （Max）的4%。皮帶秤儀表可以具有一個自動置零裝 置，其條件是必須配備一個連鎖裝置，在給料裝 置往皮帶輸送機上給料時使自動置零作用失效。 皮帶秤的自動置零和自動零點跟蹤可以認為是同 一個功能，自動置零也可以通過設定儀表自動零 點跟蹤參數(shù)來實現(xiàn)。
（四）校準
皮帶秤儀表必須具備實物校準和模擬校準兩 種模式，模擬校準又分為電子校準、掛碼校準和 鏈碼校準等三種，儀表至少要有其中的一種模擬 校準模式。模擬校準常數(shù)可由儀表自動計算出 （根據(jù)用戶輸入的運行參數(shù)），也可由人工計算好 后手動輸入。模擬校準和實物校準之間的差別可 通過系數(shù)“物料因子”來修正，“物料因子”可 由儀表自動計算出（根據(jù)實物校準和模擬校準的 兩個結(jié)果），也可由人工計算好后手動輸入。
（五）數(shù)字量輸入輸出
皮帶秤儀表可具有數(shù)字量輸入輸出功能，來 實現(xiàn)皮帶秤和外部設備的接口。輸人功能主要有： 置零操作、報警復位、系統(tǒng)運行、遠程累計清零、 遠程打印等。
置零操作就是通過端口的一個開關量命令， 來實現(xiàn)儀表遠程半自動置零。
報警復位可實現(xiàn)遠程復位報警。
系統(tǒng)運行就是給儀表一個運行命令，儀表只 有在收到這個命令后才進行累計。
遠程累計清零命令只能清除儀表的批累計量， 而儀表的總累積量一般要通過口令密碼來清除。
輸出功能主要有：累計脈沖、報警、稱量就 緒、稱量故障等。
累計脈沖是將儀表的累計量轉(zhuǎn)化為一個個脈 沖量進行輸出，一個脈沖量對應的累計量大小可 由儀表的參數(shù)進行任意設定，脈沖的寬度也可設 定。
儀表正常工作狀態(tài)下輸出稱量就緒信號，故 障狀態(tài)下輸出稱量故障信號，還可對各種報警信 號進行輸出。
（六）模擬量輸入輸出
皮帶秤儀表建入輸出的模擬量一般是 4mA~20mA 或 0mA~20mAo
模擬量輸入可以是設定流量，通過遠程對儀 表進行流量設定達到定量給料的目的。
模擬量輸出可以是流量、載荷、皮帶速度， 也可以是PID信號，用以控制流量調(diào)節(jié)裝置。
（七）通訊
為了及時準確地和上位機聯(lián)系，皮帶秤儀表 應配備通訊接口，通訊協(xié)議多采用MODBUS, Profibus,工業(yè)以太網(wǎng)等現(xiàn)場總線也越來越多的應 用在儀表中。
（八）自動補償功能
皮帶秤儀表殼可具有流量非線性自動補償、 皮帶傾角變化自動補償、通過輸入物料的水分值 進行水分補償?shù)裙δ堋?br /> 由于皮帶效應的影響，皮帶秤的流量和稱重 信號呈非線性關系，這就需要儀表具有非線性修

正功能，至少可對大中小三種流量進行非線性修 正，有的儀表非線性修正可達十種流量。
安裝在角度不斷變化的皮帶輸送機上的皮帶 秤應具有皮帶傾角變化自動補償功能，儀表根據(jù) 接收的角度變送器的信號，不斷對流量進行修正， 以達到變角度環(huán)境下精確稱量的目的。
有時為了消除物料中水分的影響，儀表可和 在線物料水分測試儀同時使用，儀表根據(jù)接收的 水分測試儀的信號來消除物料的含水量，得到物 料的干重。
（九）故障自診斷
儀表可對多路稱重傳感器的故障、速度傳感 器的故障、系統(tǒng)內(nèi)部（CPU、存儲器、顯示器等） 故障等進行自診斷。
（十）可編程特點
儀表的輸入輸出端口可以是可編程的，也就 說儀表的輸入輸出功能是可選擇的，這樣可滿足 不同用戶的要求，方便使用。
（十一）零點死區(qū)
儀表通過零點死區(qū)的設置消除小流量的干擾， 在零點死區(qū)范圍內(nèi)，儀表不進行累計運算。
（十二）濾波選擇
儀表應具有多種濾波方式，用戶可根據(jù)現(xiàn)場 使用的情況進行選擇，以達到最佳計量效果。
（十三）速度輸入選擇
儀表應可選擇內(nèi)部和外部兩種速度輸入方式, 當選用外部速度輸入模式時，儀表接收的是速度 傳感器的信號，這是正常的工作狀態(tài)。當選用內(nèi) 部速度輸入模式時，儀表內(nèi)部自身產(chǎn)生一個速度 信號，無需外接速度傳感器，這種情況一般用于 自身檢測。
（十四）密碼保護
儀表應具有密碼保護功能，保護參數(shù)，防止 人為修改。
密碼可分為兩級密碼，即系統(tǒng)密碼和操作密 碼。系統(tǒng)密碼保護所有的參數(shù)，禁止隨意修改， 但可進行日常的操作（如半自動置零等）。操作密 碼則禁止對儀表的任何操作，包括日常的操作。
（十五）報表
儀表可具有報表功能，進行班報、日報等數(shù) 據(jù)報表的處理，便于査詢物料輸送信息。
（十六）批稱量
儀表可具備批稱量功能，可通過預設的物料 量，達到定量裝料的目的。
（十七）信息輸入
儀表應具有時間、測量單位、顯示方式、打 印格式等信息輸入功能。
（十八）報警
儀表應具有各種報警功能，主要報警有：高 低流量、高低速度、高低載荷等。
三、新的國際建議R50對儀表的要求
我國現(xiàn)行的皮帶秤國家標準和檢定規(guī)程是修 改采用OIMLR50 （1997E版）國際建議 鏈續(xù)累 計自動衡器（皮帶秤）》而成的，如今0IML R50 （2011版）4CD版已在修訂中，在新的國際建議中 對皮帶秤儀表提出了一些新的要求。
（一）模塊
稱重儀表可作為一個單獨的模塊進行試驗， 其誤差極限應等于整臺皮帶秤的最大允許誤差的 一個系數(shù)R倍，Pl般取0.5。
（二）軟件
儀表中軟件包括法定相關軟件、法定相關參 數(shù)、軟件標識、軟件的分割等。
法定相關數(shù)據(jù)包括測量的最終結(jié)果，包括小 數(shù)點符號和單位，稱量范圍標識，承載器標識、 軟件標識和配置信息。法定相關參數(shù)的類型可分 為型式特定參數(shù)和裝置特定參數(shù)。型式特定參數(shù) 包括用于重量計算的參數(shù)、穩(wěn)定性分析、價格計 算和化整，軟件標識。裝置特定參數(shù)包含校正參 數(shù)（如量程調(diào)整、其他調(diào)整或修正）和配置參數(shù) （如最大凈秤量、最小凈秤量、計量單位等）。
軟件標識指的是一個易讀的軟件序列號且與 該軟件或軟件模塊有不可分割的對應關系（如版本 號、校驗和），可隨時檢查使用中衡器的軟件標識。
軟件分割指的是測量儀器，電子裝置，或組 件的軟件可以分割為法定相關和非法定相關軟件， 這些部分通過軟件界面交互通訊。
儀表法定相關的軟件應由制造廠方確定，即 對計量特性、計量數(shù)據(jù)和計量重要參數(shù)起關鍵作 用的軟件，存儲或傳輸軟件、以及為探測系統(tǒng)軟 硬件故障而編寫的軟件，都被認為是皮帶秤的基 本組成部分。
法定相關軟件要確保足夠的安全性，需滿足 下列要求：

1）法定相關軟件應足以避免意外或無意的數(shù) 據(jù)變化。
2）應對軟件分配相應的軟件標識，這種軟件 標識應適用于可能影響衡器功能和精度的每一次 軟件修改。
3）通過所連接的接口來實現(xiàn)的功能，即法定 相關軟件的傳輸，應符合國際建議中關于接口的 安全要求。
（三）數(shù)據(jù)儲存裝置
儀表的數(shù)據(jù)儲存裝置指的是存儲測量完成后 的數(shù)據(jù)旨在用于日后法定相關目的的裝置。
計量數(shù)據(jù)可以存儲在衡器的存儲器中或保存 在外部存儲器中以便后續(xù)使用（如顯示、打印、 傳輸?shù)龋?。在這種情況下，應有充分的防護措施使 所保存的數(shù)據(jù)避免數(shù)據(jù)傳輸或存儲過程中所產(chǎn)生 的有意無意的數(shù)據(jù)變化，并使所保存的數(shù)據(jù)包含 恢復其早期計量值所必需的全部相關信息。
數(shù)據(jù)儲存裝置要確保數(shù)據(jù)有足夠的安全性， 應滿足下列條件：
1）國際建議中規(guī)定的相應安全要求；
2）外部存儲設備的識別和安全屬性應能自動 校驗以確保確保性和真實性；
3）如果所存儲數(shù)據(jù)通過一個特定的校驗和或 密鑰來做安全保護，存儲計量數(shù)據(jù)所用的可交換 存儲媒介就不需要鉛封保護；
4）當存儲容量用盡時，新的數(shù)據(jù)可以替代最 舊的數(shù)據(jù)，條件是已被授權(quán)可以替代舊數(shù)據(jù)。
（四）組件的保護和印封及預設控制
國際建議增加了組件的保護和印封及預設控 制的要求。
受法制計量管理且不應由用戶人為調(diào)整或拆 除的組件、界面和預設控制，應按裝配備保護措 施或印封裝置。若印封，應將外圍印封。任何情 況下印封件應易于接觸。
測量系統(tǒng)中所有對測量準確度有影響的操作 組件應提供充分的保護。
儀表的保護或密封措施應確保：
1）限制使用可能對計量屬性有影響的功能。 如：被印封裝置保護的開關、密碼、鑰匙或識別 標簽；
2）軟件功能應根據(jù)相應的要求進行保護以避 免有意、無意或意外的更改；
3）通過界面的計量數(shù)據(jù)傳輸應根據(jù)相應的要 求進行保護以避免有意、無意或意外的更改；
4）衡器的可用安全保護措施應可獨立操作對 設定對象的保護；
5）存儲裝置中的測量數(shù)據(jù)應根據(jù)相應的要求 進行保護以避免有意、無意或意外的更改。
對禁止使用或調(diào)整的組件和預設控制進行安 全保護的方法包括以下：
1）實物印封，只有將其破壞才能接觸組件或 功能；
2）如有審査跟蹤系統(tǒng)，則該系統(tǒng)應自動記錄 對組件和功能的使用信息，該信息應能被使用和 顯示。信息中應包含日期和經(jīng)系統(tǒng)授權(quán)的使用者 （如果審查跟蹤系統(tǒng)中的信息無法確切識別使用者， 應有足夠可以識別使用組件和功能時所用的密碼 或識別標簽的信息。
3）在國家法規(guī)規(guī)定的一段時間（一般是兩次 定期核査之間的時間）內(nèi)，應確保對操作使用的 可追溯性（如每當組件或功能被更改時數(shù)值便遞 增的計數(shù)器，和該計數(shù)器在某一特定時間的一條 相關記錄值）。操作使用的記錄應被存儲。記錄不 應被覆蓋，除非記錄的存儲容量用盡，新的記錄在 數(shù)據(jù)所有者提供許可的情況下可以取代老的記錄；
4）印封措施應易于使用。
（五）干擾
對皮帶秤的干擾試驗主要也就是對儀表進行 干擾試驗，新R50國際建議在抗干擾試驗中以前 要求要嚴酷的多。增加了交流供電電源電壓暫降 和短時中斷抗擾度試驗、浪涌（沖擊）抗擾度試 驗、射頻場感應傳導騷擾抗擾度試驗等，對原來 的電快速瞬變脈沖群抗擾度和射頻電磁場輻射抗 擾度試驗要求也提高了。在所有衡器的抗干擾試 驗的項目中，R50的嚴酷度等級是最高的。

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