电子地磅数字接线盒在能源计量中的应用

在能源计量数据采集系统管理中使用地磅可实现原材料进出料称重，但原材料进出料称重时，如果采用模拟传感器接线盒，称重传感器与计量显示仪表都存在长距离传输，且大多数地磅的安装现场条件比较苛刻等诸多问题。 为了适应能源计量管理，针对现场条件差、信号传输距离远的特点，我们采用数字接线盒的方式，将模拟信号转换成数字信号，实现了数字角差调整与数字信号输出。

一、数字接线盒工作原理

每个称重传感器独立供电，采用独立A/D转换、独立数字滤波，通过各称重传感器信号加权叠加、角差调整（即调整各称重传感器的加权系数）。

二、数字接线盒数据关系与数字处理

1.首先每个称重传感器独立A/D采样 ，数字滤波处理，得到稳定的A/D值xi。

2.通过各个称重传感器A/D值，进行加权合成，加权系数ki，零位A/D总值Zo，Pw是标定系数。

W=Pw×〔∑（xi×ki）-Zo〕

3.角差自动调整过程

空载时，采集各称重传感器A/D值，x10、x20、x30、x40，然后对各个角加载同一重物Wj，得到下列方程组：

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〕

解上面的方程组， 得到新的角系数：k1′、k2′、k3′、k4′。

消角差， 采用新的角系数 ki′ ， 计算加权合成重量。

W=Pw×〔∑（xi×ki′）-Zo〕

4.重量标定过程

空载时，记录加权合成值Zo=∑（xi×ki），同时保存各称重传感器零点A/D值xio。

加载砝码We，对应的加权合成值Ze=∑（xi×ki）

计算标定系数Pw=We/（Ze-Zo）

5.由于能采集各称重传感器加载值xi，各A/D增值（xi-xio），可以判断各称重传感器的加载先后 ，从而判断重物加载方向。

6.由于数字接线盒自带按键显示器，调整都在数字接线盒内完成，不依赖外部仪表。

三、数字接线盒的优点

1.每个称重传感器独立供电和输出，不会破坏原

传感器的温度补偿性能。

2.每个称重传感器独立A/D转换，独立数字滤波，稳定性更好，可判断单个传感器故障。

3.各称重传感器信号加权叠加 ，输出信号大 ，是模拟接线盒输出的N倍。

4.数字接线盒自带调试操作器 ，自动角差调整 ，角差调整方便、快速、高精度。

5.由于各称重传感器加载都能数字识别，所以能判断称重加载方向。

6.没有其他可动部件，长期稳定性好。

7.数字接线盒和显示仪表采用数字信号传送 ，具有承受传输距离远、抗干扰能力强的特点。

8.采用加装无线传输模块,方便实现无线传输.

四、地磅数字接线盒在能源管理中的应用

1.由于现场条件限制，如果采用普通模拟接线盒调整角差更困难。采用数字接线盒，现场调整方便快捷，而且角差调整准确，尤其是自动角差调整。

2.采用数字接线盒无线传输工程量减少成本降低，解决了原工业现场布线困难，易损坏的问题。

3.普通模拟接线盒不能判别重物进入秤台的方向，数字接线盒的重物加载方向判别功能，可以自动两次计量，计量准确度高。

4.数字接线盒由于自动判别重物加载方向，还能作方向自动修正，计量准确度更高。

五、小结

福建省计量科学研究院在全国率先开展能源计量数据采集，数字接线盒从2011年起已在多家企业试运行，用于大部分企业在用的工业锅炉煤耗称量。在生产中采用数字接线盒进行给煤装置技术改造，在节约能源和员工绩效考评等方面可产生以下作用。一是能够及时准确地掌握每日、每班，甚至每小时的能源消耗量；二是能够及时通过煤耗了解每批用煤的质量，为企业今后能源采购提供参考；二是通过数据能及时发现不同班组在生产中消耗能源的差别，使管理者能够根据装置作出的判断进行工艺和操作上的改进，四是有利于加强内部绩效管理和考核。