一、项目技术背景概述

生产企业的许多生产流水线，都采用滚筒输送线来传送产品，如冶金企业的钢坯在线传送、轧钢厂钢材的在线传送等。典型的钢坯、钢材输送滚筒。钢坯和钢材生产都需要在线称重计量，需要配置与输送滚筒结合相适应的在线滚筒计量装置。

当前在钢铁企业中对钢坯或板坯的在线称量，一直是困扰国内各钢厂的难题，但这一环节又是生产过程中必不可少的。现代冶金行业对成本控制相对比较严格，需对每道工序作产量的考核来控制成本的核算。因此越来越多的钢铁企业不管是重新设计的项目，还是原有的老设备，都尽可能地合理增添计量设备，来实现生产过程中的合理化、自动化，成为钢铁企业降低成本的重要手段之一。生产的钢坯或板坯通过传输链送至深加工区域，如不能对其进行及时的计量，势必延长其生产环节的时间，进而减少了生产效益。而在生产工艺中，需要对未计量的钢坯或板坯进行外围计量，这样就产生了中间环节，增加了中间成本的支出。

针对现有技术和生产工艺的现状，提供一种整体式模块化安装结构，与送料滚筒相结合的自动升降称重衡，解决滚筒送料在线称重计量，具有实际应用价值。

二、工作原理与运行程序

自动升降滚筒式称重模块，是一种非标电子秤，它必须同时具备可靠承载由滚筒输送过来的物料(如钢材、钢坯等)和稳定可靠准确的称重计量两个主要功能。

(一)自动升降滚筒式称重模块

模块式结构滚筒称量模块，主要由承重秤架、称重模块、秤体支承机构、摆动式连杆升降机构、电动液压驱动机构和安装支承座组成。

(二)工作运行基本原理

(1)滚筒在承重秤架上方运转，秤架的承重支架与输送滚筒的辊轮错位间隔对应；

(2)当货物(如钢坯、钢材等)在滚筒上输送运行，货物运行至秤体上方时，由红外检测装置发出信号，货物停止运行，并发出启动信号，启动液压驱动机构，使秤体向上升，秤体上升至顶起货物时，停上上升；

(3)电子秤对货物进行在线称重检测，采集重量数据，重量数据写入称重仪表或计算机；

(4)称重过程完成，控制器发出指令，启动液压驱动机构，使秤体下降，秤体下降至货物重新落回到滚筒辊轮上时，输送滚筒运行，送走货物；

(5)控制器控制上述重复运动和操作，完成货物的批次称重计量工作。

(三)自动升降滚筒式称重模块

自动升降滚筒式称重模块安装模块，主要由上秤体(称重承重架)、称重传感器、下秤体(秤体支撑架)、液压连杆支承安装架、液压推杆及液压推进器等组成。

液压摆臂连杆装置安装在滚筒下基坑的水泥砼基础上，下秤体(秤体支撑架)安装连接在液压连杆装置的连接摆动块上，称重模块置于下秤体与上秤体之间，称重模块采用自限位圆盘式称重模块结构。

液压摆臂连杆装置，采用双向联动同步机构，摆动拉杆式机械结构，整体结构简单，拆装便捷，易于维修；单一配置动力源，驱动力直接，无阻碍，动力灵活性好；摆动升降的运动方式，结构可靠，运行平稳。

从整体结构看，工作时，一个液压缸驱动，带动曲臂及连接机构将计量的电子称体做上、下运动。秤体采用液压连杆升降式结构，分为上、下秤体及连杆机构，在上、下秤体之间安装四只AST模块式称重模块，模块式称重模块集限位、防翘设计于一体，以保证系统受力的稳定性；下秤体安装在连杆机构的两组副曲臂上，两组曲臂分别安装在连杆机构的连接辊轴上，连接辊轴由2个轴承座支撑，当液压缸工作时，推动主曲臂及连杆作弧线运动；副曲臂的连接采用活动连接方式，随着液压缸的推动，带动整个秤体做上下运动。系统进入工作状态时，能随时平稳托举被计量的钢坯进行单独计量。

三、自动升降滚筒式称重模块的系统配置与主要技术参数

(一)自动升降滚筒式计量模块，除整体模块式称量装置外，生产线应用设计中进行成

套系统配置。

(1)红外检测探头，在秤体的两头安装光幕传感器，检测货物(如钢坯、钢材等)的到位及离位情况；

(2)称重数字接线盒，将称重模块信号联接到称重仪表，采集传输货物重量数据；

(3)称重仪表与大屏显示器，显示和传输重量数据；

(4)配置PLC控制柜，采集传输各路控制信号或发出控制信号。自动升降滚筒式称重模块电气控制系统与滚筒运行控制联锁，由现场的主PLC进行统一管理，可有效得防止因误操作而引发的设备安装事故。

称重系统可实现自动或手动控制功能；自动称量时，物料(如钢坯、钢材等)到位后控制系统控制液压阀驱动液压缸，连杆机构开始工作将秤体自动升起，将钢坯托举并脱离滚筒面一定距离后自动停止，稳定一定时间后进行称重检测；称重检测结束，秤体自动下降，回复到初始位置。控制系统与滚筒连锁，滚筒停止后，现场主PLC发出一个停止信号给计量控制系统，计量工作才能开始；当称重结束后，再由称重控制系统发出称重结束信号给现场主PLC，接收信号以后才允许现场的滚筒及钢坯继续运行；连锁方式可防止误操作，避免物料(如钢坯、钢材等)撞坏称重设备或其他事故的发生。

(二)主要技术参数

(1)称量范围：1t~10t；

(2)综合准确度：Ⅲ级计量要求；

(3)分度值：2kg~5kg；

(4)过载能力：200%F.S；

(5)工作电源：380V/220V±15%，50Hz±2%；

(6)传感器工作温度：-10℃~+250℃；

(7)相对湿度：≤90%；

(8)计量方式：静态计量；

(9)通讯距离：≥200m。

(三)称重模块量程选择

由于滚筒称重计量中的冲击振动载荷对计量模块的影响较大，除应考虑秤体重量和最大坯料载荷之外，对冲击、振动、偏载情况也应给予考虑。

根据相关经验，滚筒秤在额定载荷下，应使称量模块工作在其量限的30%~40%左右，使称重模块具有较大的容量空间。这样虽然使传感器的信噪比和信号减小，提高了对称重显示控制器的分辨率和抗干扰能力的要求，但却有利于系统的稳定性，延长称重模块的使用寿命。

五、技术特点

(一)结构特点

(1)采用先进的结构设计思想：模块化、箱体化、高强度、满载不起翘。

(2)整体式安装结构，结构简单、拆装便捷、结构可靠、运行平稳、动力灵活、操作自动化且运行安全。本结构是整体性插入式安装，不改变生产现场滚筒传输设备的结构。

(3)连杆机构与秤体连接结合，结构新颖。

(4)液压系统与称重系统合理应用，并采用PLC技术，生产现场控制与计量控制连锁互动。

(二)在线静态计量时，滚筒运行对称重模块的冲击小，受力直接，计量准确度高(单独称量，可替代贸易计量要求)。

(三)本结构是一体化的机械构件、液压系统、电气控制系统的技术结合体，进行在线滚筒计量，实现对货物滚筒传输的连续性在线计量，并保障计量的准确性。

六、结束语

自动升降滚筒式称重模块的优点在于：采用双向联动同步机构，设计合理，动作效果好；摆动拉杆式结构，整体结构简单，拆装便捷，易于维修；单一配置动力源，驱动力直接，无阻碍，动力灵活性好；摆动升降的运动方式，设计新颖，结构可靠，运行平稳；将称重模块垫配于上下秤体之间，采用刚性结构，确保每一称重模块的受力均匀，提高称重的准确度；槽板插扣的连接结构，可以防止各连接件之间的松脱，提高结构的可靠性、稳固性，并延长整机的使用寿命；采用红外线检测、电子控制及反馈功能，实现设备运行自动化；电气控制系统与滚筒运行控制连锁，由现场的主PLC进行统一管理，可有效防止误操作而引发的设备安全事故。

该装置改进了称重系统的在线适应性，减少了人力资源的浪费，降低计量误差，使称量数据更加及时、准确，保障生产一线的安全顺畅，可实现远程无人值守计量方式和液压滚筒计量的自动化与智能化。适用于采用滚筒输送线来传送产品，如冶金企业的钢坯在线传送，轧钢钢材在线传送的在线称重计量检测。