电子皮带秤技术说明书.doc

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1、 技术说明书 浙制00000632号 2008F287-33杭州四五九机电设备有限公司目 录1 引言41.1 产品简介41.2 产品特点41.3 主要功能52 产品名称、型号及规格62.1 名称、型号说明62.2 规格63 主要技术指标74 基本结构及工作原理84.1 机械结构84.2 电控部分的组成及控制原理105 机械安装与调试185.1 吊运安装185.2 机械调整216 电气安装236.1 电气安装237 通电试车277.1 检查电源277.2 检查皮带运行方向277.3 检查纠偏电机运动方向277.4 调整传感器预压力277.5 补充说明278 使用说明279 维护及保养289.1

2、日常维护289.2 大检修维护289.3 更换皮带步骤289.4 保养要点2810 易损备件和备品备件清单2910.1 易损件清单2910.2 备品备件清单3010.3 随机附件3111 故障诊断和排除3112 变频器参数设置3212.1 控制面板3212.2 操作要点331 引言杭州四五九机电设备有限公司(原国营厂)是烟草专用设备生产厂家，也是中国烟机总公司电子皮带秤定点生产单位。我公司继年开发第一台电子皮带秤以来，经历了数种机型的改进，积累了丰富的电子皮带秤设计、生产经验，产品更加稳定可靠，已遍及国内四十多家卷烟厂。本说明书系ICS-XXXX-ST型电子皮带秤的技术说明书，适用于该系列的各

3、类电子皮带秤。用户在使用维护该系列电子皮带秤以前务请仔细阅读本说明书，以免造成不必要的损失。1.1 产品简介ICS-XXXX-ST型电子皮带秤是以PLC控制为主要特征的散状物料称量和流量控制设备，可广泛应用于烟草、化工、医药、食品等行业的散状物料的连续称量、配比和流量控制场合。该产品采用用户熟悉的德国西门子公司S7-300系列PLC可编程逻辑控制器，具有极好的可靠性和可维护性；日本DIGITAL公司10英寸彩色触摸屏表面防尘、防水，视角大，画面设置一目了然，操作方便一触即可；并可扩展资料打印功能。调速电机控制采用丹麦丹佛斯变频调速器，动态响应快，调速范围大而稳定。整个电控系统采用进口或优质国产

4、件模块化设计，产品功能易于更新和拓展。设计上对电源进行了净化处理，对输入/输出信号进行有效地隔离，且大部分信号通过 PROFIBUS 接口传输，提高了系统的适应能力及抗干扰能力。更由于触摸屏具有参数诊断功能，在没有仪器、仪表情况下也可确定故障点，维护和维修极为方便。1.2 产品特点新产品较老产品在结构、性能上都有较大的改进，在技术性能上处于国内领先水平，并具有自主知识产权。具有先进性和高可靠性等特点：l 采用双称重系统，并带有动态自校验系统。电子皮带秤在运行中如有一个称重系统出现故障，该电子皮带秤不仅能正常运行，保证连续计量的高精度，还能准确的检测出故障所在。l 称重传感器桥压自动补偿技术。选

5、用SIWAREX称重模块和六线制称重传感器，解决了微伏信号放大器零飘、温飘等问题，使称重传感器抗电压波动达到了一个理想的境界，信号更精确。l 采用全数字化和人工智能纠偏，使皮带定位精准、纠偏频次明显降低，不仅提高了电子皮带秤的准确度，同时也延长执行机构的寿命和降低能耗。l 友好的人机界面。首先为用户提供循循善诱的操作界面，一般人员无需经过特殊的培训就能轻松进入。其次是丰富的后台信息，为操作人员、质管人员和设备管理员提供各自所需的信息。l 新颖的机械结构。称量框架采用高精度的十字扭簧支撑，并有皮带自动张紧机构能自动调节皮带所需的张力。 l 提供PROFIBUS-DP网络功能。1.3 主要功能l

6、手动调速/自动恒流量控制/外控跟踪配比三种工作方式l 双路/A路/B路三种计量工作方式l 具有网络通讯功能 l 皮带自动纠偏和跑偏故障报警停机功能l 皮带自动张紧功能l 皮带秤校秤功能l 系统诊断、监测、报警功能l 掉电数据保护功能2 产品名称、型号及规格2.1 名称、型号说明 I C S- -ST DT 单托辊 ST 双杠杆多托辊 皮带宽度 数字显示 传感器测重 皮带秤2.2 规格不同皮带宽度的电子皮带秤具有不同的流量适用范围，对应关系见表2-1。表2-1 额定流量皮带宽度1000(kg/h)2000(kg/h)3000(kg/h)4000(kg/h)5000(kg/h)9000(kg/h)

7、800mm1000mm 1200mm 同一宽度电子皮带秤对比重不同的物料其流量适用范围将有所不同。上表为粗略估算而得，用户在订货时可作参考。3 主要技术指标3.1 动态累积误差 0.25%3.2 流量控制误差 0.5%3.3 配比控制误差 1%3.4 流量控制范围 100-12,000kg/h （具体根据用户订货要求）3.5 皮带速度范围 0.5-37m/min (出厂时调定在0.5-12m/min)3.6 皮带宽度 800，1000，1200mm （具体根据用户订货要求）3.7 电源要求 三相 380V10% 50HZ1HZ3.8 功耗 2.2KW3.9 工作环境 3.9.1 工作环境温度

8、10-403.9.2 工作相对湿度 90%3.9.3 海拔高度 2000m4 基本结构及工作原理4.1 机械结构产品结构上采用双托辊双传感器称量形式，称量框架用高精度的十字扭簧支撑，并设有皮带自动张紧机构，能自动调节皮带所需的张力和位置，而非接触式智能纠偏系统执行纠偏更加可靠。秤体具有结构紧凑、灵敏度高、维修方便、使用寿命长等优点。4.1.1 传动机构传动机构由SEW蜗轮蜗杆减速电动机、主动辊等组成。加电后，电动机开始旋转，PLC根据当前操作，通过变频调速来控制电动机的转速。电动机的输出转速经减速器减速后直接传给主动辊，带动皮带运行。4.1.2 称量机构称量机构由称重传感器1(A路) 、称重传

9、感器2(B路)、十字扭簧1、十字扭簧2、称量托辊1、称量托辊2、标准砝码配重锤等二套完全对称的机构组成。以十字扭簧为称量支点，皮带上的物料通过称量托辊压在称重传感器上，其中配重锤用来平衡称量机构，使皮带在空载时有一个预压力。4.1.3 皮带张紧机构皮带张紧机构能自动保持皮带始终处在张紧状态，以保证称量精度。皮带张紧机构的张紧力由重锤的自重通过钢丝提供给张紧辊，使得张紧辊受到一个向后的力，从而使皮带始终处于张紧状态。皮带张紧机构如图5-8。4.1.4 皮带纠偏机构皮带纠偏机构由皮带位置检测装置(左偏、右偏、左极限、右极限四个光电传感器)、皮带纠偏步进电机、电机执行限位开关和纠偏辊等组成。如果皮带

10、在工作中偏向一边，皮带位置检测装置立即通知纠偏电机执行纠偏动作，皮带始终保持运行在传动辊中间，以保证电子皮带秤的正常工作，见图4-1。 图4-1 电子皮带秤工作原理示意图 4.2 电控部分的组成及控制原理 电控柜为电子皮带秤的电控中心，该柜采用前开门大小门方式。小门采用透明玻璃，不用开门即可清晰地观察运行状况，又可保护触摸屏，若要进行触摸屏操作，则打开此小门。大门中部装有启停按钮，不用开门即可进行操作，打开大门，合上灯开关，柜内电灯亮，电控柜内所有电气电路清晰可见，便于接线和维修。电控柜内装电机控制电路、电源系统和可编程控制器及电子电路。电控柜通过引线与电子皮带秤秤体相连，其中4根为交流380

11、V电源线，3根为交流电机驱动输出线， 其余为控制和信号线。4.2.1 内部结构 P1电源PS3077M1 CPU314C-2DP M2 SIWAREX U 手动/自动开关SA2KA1继电器KA8继电器 速度 旋钮RP1 T1 隔离变压器 FC1变频器QF1断路器KM1交流接触器XS1电源插座 QS1 灯开关 XT2 接线端子 XT1 接线端子 图4-2 电控柜内部结构 触摸屏 启动/停止 电源 图符注释： 启/停开关 电源 图4-3 控制柜操作面板 电控柜内部结构见图4-2，图4-2电控柜上部为可编程控制器，它由三个模块组成。从左至右依此为电源模块PS307、CPU模块CPU314C-2DP、

12、称重模块SIARERX U。模块下方是一个旋钮支架状、隔离模块和继电器，旋钮支架上装有手动自动转换开关和变频器手动调速旋钮；电控柜下部左边为隔离变压器、断路器、交流接触器、电源插座，它与控制柜正面启停开关一起构成总电源的启、停控制，电控柜下部右边为变频器，最下面为接线端子，左边及左走线槽是弱电导线，右边及右走线槽为强电导线。 4.2.2 电控原理 ICS-XXXX-ST型电子皮带秤主控部件采用德国西门子公司 S7-300系列PLC，其电控功能框图见图4-4。 秤 体 电动机纠编检测机构二个称重传感器 纠偏执行机构旋转编码器 皮带秤变频器 AC380V 24V M1 CPU314-2DP M2

13、SIWAREX U电源处理P1电源PS307 触摸屏 显示器 24V 图4-4 ICS-XXXX-ST型电子皮带秤控制功能框图PLC由S7-300系列中CPU314C-2DP、称重模块SIWAREX U、和1个电源模块组成。CPU314C-2DP主要用于主过程控制及Profibus通讯。包含有24个数字输入点和16个数字输出点、5路模拟量输入和2路模拟量输出。其中24个数字输入点和16个数字输出点承担着整个电子皮带秤的数字量输入和输出控制以及提供与外部联机时所需的输入和输出信号；模拟量输入AI0，用于4-20mA流量外设定采样；模拟量输出AO0、AO1，用于变频器控制及瞬时流量4-20mA输出

14、。称重传感器的重量信号由 SIARERX U 采样，速度编码器的编码脉冲信号送入PLC 的高速计数器。电子皮带秤根据来自重量传感器的重量信号、来自速度编码器的速度信号及该秤的设置信号和已编制的软件程序，进行称重、流量控制、配比、通讯并送出速度控制信号，该信号送到变频调速器从而控制电机转速，带动电子皮带秤工作，其工作原理示意图见图4-1。下面就其内部线路作简单介绍。步进电机驱动电路 框图见图4-5。步进电机驱动电路分两大部分：纠偏电机的控制驱动和自校验电机的控制驱动。纠偏电机控制驱动纠偏检测采用非接触式的光电检测，四个光电传感器给出“左偏”、“左极限”、“右偏”、“右极限”四个皮带位置，送至PL

15、C的输入点，PLC输出3点控制驱动纠偏电机三相A、B、C。当PLC连续收到“左极限”、“右极限”信号后即弹出故障画面，且喇叭报警并停机；当PLC收到“左极限”、“ 左偏”信号后，纠偏电机正转带动纠偏托辊向前运动，使皮带向右偏移；反之当PLC收到“右偏”、“右极限”时，纠偏电机反转纠偏托辊向后运动，皮带向左偏移。当纠偏电机处于静止状态时，A，B，C 三相输出全“0”，电机处于失电状态。 M1CPU314数字量输入/输出功能24V 纠偏 电机左极限 I1.0 Q0.0左偏 I1.1 Q0.1右偏 I1.2 Q0.2右极限 I1.3 纠偏电机前限位 I1.4 纠偏电机后限位 I1.5 M 图4-5

16、步进电机控制驱动电路框图 变频调速控制 框图见图4-9。可控制二个变频器调速（电子皮带、提升带），由PLC的D/A 输出0-20mA电流，经隔离后流经500欧姆(250欧姆)负载电阻产生0-10V(0-5V)电压，在PLC“自动、手动”控制方式下，该电压控制着变频器输出频率,输出频率越大交流电机转速越大，反之越小。当PLC或显示屏发生故障，无法在自动状态下运行，作为应急，打开里门，把自动/手动开关K3拨至手动，再调节调速电位器旋钮R1，即可改变变频器输出频率。（此时应注意皮带跑偏） 0-20mA 自动 PLC D/A输出 手动 变 交流 500 调速 频 RP1 电位 电机 器 器 AC 38

17、0V 图4-6 变频调速控制框图 输入/输出电路 输入信号，与外部设备联机时所需输入信号直接接至PLC，输出信号则通过继电器隔离后输出。输入/输出电路见图4-7。 PLC 24V 输入联动 PLC I1.7 输入联动 PLC 24V 清零输入 PLC I2.3 清零输入 PLC 24V 电机启动 PLC I2.4 电机启动 继 电 器 隔离 PLC 24V PLC Q0.5 联动输出 PLC Q0.6 有料输出 PLC Q0.7 公斤/脉冲 PLC Q1.0 校秤输出 PLC Q1.2 故障输出 PLC Q1.6 运行输出 PLC GND图4-7 输入/输出电路框图 输入联动 要求用户提供一组

18、干触点信号，输入至PLC I1.7(也可有用户提供一个220V交流有源信号通过继电器隔离后送入) ，当触点闭合时电子皮带秤准备就绪。清零输入 要求用户提供一组干触点信号，输入至PLC I2.3，当触点闭合时电子皮带秤清零。电机启动 要求用户提供一组干触点信号，输入至PLC I2.4，当触点闭合时电子皮带秤开始运行。输出联动 由PLC Q0.5输出，经继电器隔离后向用户提供一组干触点。当联动有效时，触点闭合，当电子皮带秤处于校秤时或发生皮带跑偏、电机过流时，该触点断开。有料输出 由PLC Q0.6输出，经继电器隔离后向用户提供一组干触点。当电子皮带秤上有物料时，触点闭合。 公斤脉冲 由PLC Q

19、0.7输出，经继电器隔离后向用户提供一组干触点，或经光电隔离后向用户提供一组电平信号。电子皮带秤每次累积满一公斤时输出一个脉冲，脉冲宽度150ms。校秤输出 由PLC Q1.0输出，经继电器隔离后向用户提供一组干触点。当电子皮带秤校秤时，触点断开。清零输出 由PLC Q1.1输出，经继电器隔离后向用户提供一组干触点。当电子皮带秤清零时，触点闭合。故障信号 由PLC Q1.2输出，经继电器隔离后向用户提供一组干触点。无故障出现时，触点闭合。运行输出 由PLC Q1.6输出。经继电器隔离后向用户提供一组干触点。当电子皮带秤运行时，触点闭合。注：1 所有的输入/输出点根据用户需要决定是否采用，2 干

20、触点所加电压不得大于30V，流经电流不得大于500mA。流量外设定信号输入和瞬时流量输出 流量外设定信号 流量外设定所对应4-20mA电流经隔离模块后送入PLC CPU314 的 AI0，流量外设定电流与流量设定值，工艺流量之间关系见下式: 工艺流量值(Kg/h)*(I-4) 流量设定值Kg/h= 16 I: 流量外设定电流 单位 mA 当 I=4mA时 流量设定值=0 当 I=20mA时 流量设定值=最大流量值 瞬时流量输出 4-20mA由PLC CPU314 的 AO1经隔离模块输出至XT1接线端子，瞬时流量电流值与最大流量值和瞬时流量有如下关系: 瞬时流量值 瞬时流量电流mA= * 16

21、 + 4 最大流量值 当瞬时流量值=0时 瞬时流量电流=4mA 当瞬时流量值=最大流量值时 瞬时流量电流=20mA4.2.3 控制软件电子皮带秤全部程序采用PLC特定语句编写，全部程序共含五千余条语句，由触摸屏画面处理、计量、流量控制和校秤等功能模块组成，整个程序固化在CPU314中。5 机械安装与调试5.1 吊运安装5.1.1 卸下两侧罩，按图5-1所示起吊秤体注意起吊角55度。 图5-1 起吊示意图5.1.2 电控所需电源为380V三相交流电，保护接地另接。5.1.3 主机外形尺寸见图5-2。图5-2 双托辊双传感外形尺寸5.1.3 将秤体和电控柜分别就位，加以固定，安装位置见图5-3。5

22、.1.4 将固定在包装底板上的不锈钢出料斗卸下，用附件箱中的8只M6*8螺栓及垫圈按图5-3装在秤体上，并调整橡胶刮板与皮带面轻轻接触至适当位置。5.1.5 从包装箱侧板上取下顶盖，按图5-3安装。 图5-3 安装位置示意图5.2 机械调整5.2.1调整皮带张紧力，如图5-8所示拧下限位杆两端的螺母，调节张紧机构中的四只调节螺母(注意两侧板位置同时调，保持张紧机构平行移动)，使皮带慢慢张紧。当调到限位杆能轻松地抽出时，拧紧调节螺母，抽出限位杆。限位杆应妥善保管，以便今后维护，保养和搬运时用。5.2.2 装十字扭簧，按图5-6所示，拧紧秤量框架下方的两只M8螺柱，拧松4只M4内六角螺钉，在包装袋

23、中取十字扭簧两只。按图5-6所示位置拔出固定销，按图5-7所示装入十字扭簧，注意十字扭簧方向。调整秤量框架与侧板之间的左右间隙均等后，拧紧4只M4内六角螺钉。拆下的固定销，螺栓，螺钉要妥善保管，以便日后维护，保养时使用。 图5-8 张紧机构示意图6 电气安装6.1 电气安装电控柜可根据用户所定位置进行安装， 但电控柜与秤体之间距离不超过20m，电控柜也可用地脚螺栓进行固定。注意为保护操作者的人身安全，秤体和电控柜均要求有保护接地(接大地)。6.1.1 电源要求 进线电源为380V三相交流电源，同时为保证用户安全，用户需提供保护接地，保护接地位于电控柜内侧。6.1.2 电缆的连接 电控柜和秤体之

24、间共有40根连线；其中4 根为交流电机电源线，电机为Y形接法。这些线从电控柜接线柱连到秤体分线盒上。它们的符号、线号、定义见下表:部件1线号部件2定 义电控柜XT1-11 秤体接线盒 XT1-1屏蔽线XT1-22XT1-2GNDXT1-33XT1-3速度脉冲+XT1-54XT1-4 +24V XT1-65XT1-5sense A+ XT1-76XT1-6sense A-XT1-87XT1-7重量信号 A+XT1-98XT1-8重量信号 A- XT1-109XT1-9激励电源 A+XT1-1110XT1-10激励电源 A-XT1-1211XT1-11屏蔽线XT1-1312XT1-13sense

25、B+ XT1-1413XT1-14sense B-XT1-1514XT1-15重量信号 B+XT1-1615XT1-16重量信号 B- XT1-1716XT1-17激励电源B+XT1-1817XT1-18激励电源B-XT1-1918XT1-19屏蔽线XT1-2019XT1-22+24VXT1-2120XT1-23+24VXT1-2421XT1-29纠偏电机A相XT1-2522XT1-30纠偏电机B相XT1-2623XT1-31纠偏电机C相XT1-2724XT1-32纠偏电机后限位XT1-2825XT1-33纠偏电机前限位XT1-2926XT1-35GNDXT1-3027XT1-36GNDXT1

26、-3328XT1-43左极限XT1-3429XT1-44左偏XT1-3530XT1-45右偏XT1-3631XT1-46右极限XT1-3732XT1-47皮带长度测定 部件1线号部件2定 义电控柜XT2-6UXT2-7VXT2-8WXT2-9PEXT2-10U1秤体接线盒XT1-53交流电机U1相XT2-11V1XT1-54交流电机V1相XT2-12W1XT1-55交流电机W1相XT2-13PEXT1-56 大地6.1.3 电子皮带秤与外部信号连接电子皮带秤与外部电源及信号的连接见下表。电源输入线在其它信号确认连接无误后再作连接。部件定 义备 注电 控 柜XT2-1L1总电源AC 380VXT

27、2-2L2XT2-3L3XT2-4N通过PROFINET或PROFIBUS与上位机通讯联动输入短接有效联动输入清零输入短接有效清零输入电机启动短接有效电机启动瞬时流量输出+420mA瞬时流量输出-流量外设定输入+420mA流量外设定输入-公斤脉冲输出一个脉冲/公斤公斤脉冲输出校秤输出校秤时断开（干触点）校秤输出输出联动联动时闭合（干触点）输出联动有料输出有物料时闭合（干触点）有料输出清零输出清零时闭合（干触点）清零输出 运行输出清零时闭合（干触点）运行输出故障输出故障时断开（干触点）故障输出7 通电试车7.1 检查电源在加电之前首先根据6.1.2节和6.1.3节要求检查接线情况并用万用表(10

28、K)电阻档检查各线对外壳电阻，均为无穷大，否则则重新检查联机，直到故障排除。电源输入线接在电控柜内XT2的1、2、3、4端子上 (注：XT2-4为N线)。在确认电源为交流380V后， 合上电控柜下方断路器。7.2 检查皮带运行方向按下电控柜启动按钮，检查皮带运行方向，皮带上表面应向装有电机的一端运动。如皮带运行方向相反，应立即停机，对换电控柜中接线柱XT2-6，XT2-7两线。7.3 检查纠偏电机运动方向加电后,打开主画面菜单，在“手动/自动/配比”画面选择“手动”，按“停止”，使皮带停止运转，打开“纠偏设置”画面，先“定中心”，纠偏机构的丝杆应有向后即刻度向里缩的动作，若相反，则对换秤体接线

29、盒中的XT1-30，XT1-31，XT1-32中的任意两线，即对调纠偏步进电机A，B，C三相中的任意两相。（注：更换纠偏电机部件时按以上方法调试） 7.4 调整传感器预压力 为保证重量传感器工作在线性区域，应调整传感器的预压力，使电子皮带秤空载时的重量约为重量传感器满载荷的10%左右，调整时应注意秤体大侧板与称量框架平齐，再调整配重锤的前后位置来调整预压力的大小。7.5 补充说明 该电子皮带秤若采用电动辊筒，在使用前应将电动辊筒非出线端中心位置的放气螺钉拆下，运输过程应拧紧，以防漏油。8 使用说明有关本系列电子皮带秤的操作方法详见。在操作本系列电子皮带秤以前，请务必仔细阅读。9 维护及保养9.

30、1 日常维护9.1.1 减速机每半年更换一次润滑油，建议用90号工业齿轮油或40号机油。加油方法见图标。9.1.2 日常注意察看链条链轮的工作情况，及时加注机油润滑。9.2 大检修维护 机器出厂时各部位轴承，减速器均注满油脂，在正常情况下，三年进行一次大检修，清洗全部轴承，更换新的轴承，清洗减速机，更换新的减速机润脂滑，更换大、小传动链轮等，给调偏机构电机的内杆加注二硫化钼润滑脂。9.3 更换皮带步骤9.3.1 拆下上平台，打开左右侧罩。9.3.2 拆下一側铝型材及挡板。9.3.3 拧松钢丝拉紧螺杆上M10的螺母，将重锤搁在机架上，皮带放松。9.3.4 拆下齿条和链轮。9.3.5 拆下十字扭簧（方法见5.2.3）。9.3.6 拆下两根可卸竖档（或垫块）。9.3.7 抽出旧皮带，套上新皮带至辊筒中间位置。9.3.8 逆顺序按以上步骤恢复原状。9.3.9 重新校秤。9.4 保养要点9.4.1 电子皮带秤系精密称量计量设备，安装使用