作者：张毅
长期以来，钢铁企业船运散装原料大都采用水尺计重进行计量结算，该方法能避免装卸损耗误差，降低成本，提高运输效率，加快运输周转和流通。但是由于水尺计量在客观上受到一定限制，如船舶拱陷变形、港水风浪等，其精确度只能保证在5%c以内：中华人民共和国进出口商品检验局对水尺计重有明确规定，即精确度在5 %0以内，承运人对5 %0以内的误差损失不承担赔偿责任。在实际生产过程中由于船舶拱陷变形、人为制造暗仓等舞弊行为、江水波动等因素，经常导致计量数据有较大误差，买卖双方矛盾重重，企业管理难度较大。重庆钢铁集团为解决船运散装原料计量问题，对船运散装原料在通过胶带机连续卸载运至陆域的过程中实现检斤计量的计量装置及称重系统进行了研究和试验，并结合重庆钢铁集团新区2号码头船舶散装原料卸载工艺研发了船舶散装原料连续卸载检斤计量装置及自动称重系统，该装置及系统于2014年8月在重庆钢铁集团新区2号码头正式投用，投用后效果良好。
1 工艺流程趸船上的浮吊将船运散装原料抓人趸船上的料斗仓中，料斗仓底部的振动给料机将原料卸入1号胶带机，原料通过1 -6号胶带机运至布料小车，布料小车在A、B计量装置上作往复运动，将原料卸人A或B计量装置，A或B计量装置计量完毛重后将原料卸人各自对应的原料缓冲仓，缓冲仓通过其底部的给料圆盘将原料卸出，通过6-3号及后续胶带机将原料转运至后方堆场。2号码头船舶连续卸载检斤计量系统工艺流程如图1所示。
2计量装置的结构、形状及其开闭机构
A、B计量装置的结构、形状、容积以及计量装置卸料口开闭机构是整个检斤计量系统能否成功的关键性因素。要想在船舶连续卸载过程中对各种散装原料实现检斤计量，A、B计量装置需要解决多方面的问题。
(1)散装原料品种不一致，其比重均有较大差别，必须根据胶带机料线每小时卸载量、布料小车速度及缓冲仓缓冲时间，综合计算A、B计量装置料斗仓的长、宽、高及容积等参数。
(2)散装原料品种不一致，其黏性均有较大差别，为保证计量装置料斗仓仓壁不安装振打器即可轻松排料（计量装置料斗仓仓壁安装振打器对称重传感器影响较大），必须充分考虑计量装置料斗仓下方排料口宽度以及料斗侧壁与水平面之间的夹角。
(3)计量装置料斗仓卸料口开闭机构的开闭方式对计量装置称重传感器使用寿命影响较大；同时，还要充分考虑散装原料在卸载过程中散落物料是否会堵塞开闭机构的滑道，从而造成开闭机构打不开或关不到位，影响船舶的连续卸载。
(4)设计制造的A、B计量装置必须通过国家非自动衡器型式评价实验室批准型号，准确度等级达到qD级，才能满足国家贸易结算秤的要求。因此，A、B计量装置料斗仓承载钢梁的变形量应有严格要求，同时，还需满足开闭机构的动力管道不得与秤体有硬连接等硬性要求。
为确保A、B计量装置在船舶连续卸载过程中实现检斤计量，建立了一套料斗秤称重试验装置，通过反复试验、修改，最终确定了如图2所示的计量装置。
考虑A、B计量装置装载200 t原料的能力以及胶带机料线卸载能力、布料小车速度、缓冲仓缓冲时间等因素，设计A、B计量装置料斗仓长12 m、宽3m，分别由4个料斗组成，料斗下方排料口为正方形，边长为1.6 -2m，料斗侧壁与水平面之间的夹角为70 -750。
A、B计量装置主要零部件均由钢板及型钢焊接而成，主要部件包括漏斗、漏斗支撑框架、平台、车载式液压自动开闭器。漏斗、漏斗支撑框架和平台间采用焊接方式完全焊死；每个料斗仓的4个漏斗间也采用焊接方式，两两焊死；车载式液压自动开闭器包括支撑箱体、固定在支撑箱体上的闸板、设置在支撑箱体下端的辊轮及通过推杆机构安装在支撑箱体一侧的液压缸，推杆机构与支撑箱体铰接=每个料斗的开闭机构为两组，以对开方式布置，两个闸板上分别设有相互配合的密封带：车载式液压自动开闭器动作时，由液压缸驱动，在平台的轨道上来回移动。工作时，4个漏斗最大承载200 t散装物料，用车载式液压自动开闭器封闭漏斗下口。物料质量一部分通过车载式液压自动开闭器传递到漏斗支撑框架，进而传递到平台上；另外一部分通过漏斗与漏斗支撑框架的焊接筋板传递到平台，平台底部设置称重传感器用于质量检测。卸料时两液压缸以0.1 m/s速度同步打开，4个漏斗逐步开启直至完全打开卸完料，再逐次关闭，实现计量单次毛重和皮重。
计量装置在2号码头应用后，通过了各种散装原料的验证，该种计量装置所含的料斗仓无需加设振打器即可轻松、顺畅地排料，消除了排料不畅的难题，同时保证了称量准确度，延长了计量装置的使用寿命；漏斗衬板材料为30 mm厚的高分子材料，有效防止物料长时间对料斗壁钢板的冲刷而缩短使用寿命；料斗底部的开闭机构采用了小车式结构，摈弃了传统的滑槽式结构，消除了易造成物料堵塞的沟槽，机构整体不易积料，提高了闸板车运行的可靠性；由传统的单侧开启变成双侧对开，扩大了料仓仓口的开启范围，消除了料仓仓壁对落料的不利影响，改善了料斗落料的顺畅性；推杆机构与支撑箱体铰接，消除了偏拐情况的出现，提高了推杆机构可靠性，延长了其使用寿命，有效提高了系统作业效率；推杆机构采用液压系统提供动力源，动力管道与地面连接部分采用软管连接，消除了硬连接对称量的影响，确保了计量准确性。
3控制系统及计量模式
3.1 系统架构及软件
船运散装大宗原料连续卸载检斤计量系统包括基础自动化系统、自动称重系统，其中自动称重系统与信息化管理系统（如计量管理系统）无缝衔接。基础自动化系统使用西门子S7 -300PLC控制器。自动称重系统由S7 -200 PLC、称重仪表、计量操作站及本地数据服务器构成，通信网络采用RS-485总线网络，S7-200 PLC作为S7-300 PLC的远程扩展站，通过EM277通信模块采用Profibus-DP总线连接，自动称重系统与基础自动化系统通过S7 -200 PLC完成信号交换。自动称重系统与公司计量管理信息系统通过Oracle数据库完成数据交换。系统架构如图3所示。
自动称重系统采用VB6.0开发，主要借助VB6.O开发平台下的MSComm[I、Timer控件，实现称重软件与A、B称重仪表和S7-200 PLC的通信。自动称重软件采用Modbus RTU协议读取A、B计量装置称重仪表的质量数据并实现与S7-200 PLC[21的数据交换。自动称重软件系统采用C/S结构，数据库采用Oracle lOg。S7 -200 PLC作为胶带机料线系统S7 -300PLC的一个远程扩展站，通过EM277通信模块采用信号映射的方式实现S7-200 PLC与S7 -300PLC信号的交互。WCS作为S7-300 PLC的一个远程扩展站，采用Profibus-DP方式连接，实时获取布料小车在A、B计量装置上的位置数据。所使用软件包括：Step7 V5.5、WinCC6.0、Step7 Mi-croWIN SP9 V4. 0。
3.2计量方式及实现
公司物流管理系统将计量委托（包含计量委托号、船舶名称、物资名称、发送单位等相关信息）发送给公司计量管理系统，计量管理系统将计量委托转发给自动称重系统。胶带机料线操作人员确认计量委托后，允许料线启动，同时自动称重系统进入计量状态。当布料小车在A计量装置上布完料，运行到B计量装置B工位时，自动称重系统计量A计量装置毛重，毛重计量完毕，自动称重系统立即将单次毛重信息发给计量管理系统，同时自动称重系统发出打开A计量装置液压闸门指令，液压闸门打开后，将原料卸入缓冲仓中。30 s后，自动称重系统发出关闭液压闸门指令，关闭到位后，自动称重系统计量A计量装置皮重，皮重计量完毕，自动称重系统立即将单次皮重数据信息发给计量管理系统，同时将匹配后的净重信息发送给计量管理系统；同理，完成B计量装置的计量。当整条船计量完毕，计量管理系统生成计量报表，同时将整船质量信息发送给公司物流管理系统。
若公司物流管理系统和公司计量管理系统与自动称重系统网络中断，计量委托等信息不能及时传递到自动称重系统，那么自动称重系统可以在本地创建计量委托并完成计量。当网络恢复后，可手动匹配物流计量委托与本地创建计量委托，将本条船的计量信息全部上传到计量管理系统。
若自动称重系统在运行过程中出现某个液压闸门故障，导致自动计量流程出现错误，自动称重系统会自动给出流程错误信号，计量员将计量模式切换到手动模式，修复计量流程后，再切换到自动计量模式。
3.3计量及控制系统关键点
(l)布料小车在A、B计量装置上的位置检测。布料小车在计量装置上的位置信号是自动
称重系统自动计量判断条件之一，因此布料小车的位置判定必须准确可靠。在A、B计量装置上设置有A、B仓极限位，A、B仓返回位，A、B工位和中间位共7个光电检测装置；同时配置了WCS，该系统实时反映布料小车在A、B计量装置上的绝对位置。两者为自动称重系统提供了准确的位置判断信号，确保了自动称量动作的准确执行。
(2)计量装置液压闸门开、关到位信号检测。A、B计量装置卸料液压闸门开、关到位信号是自动称重系统自动计量以及胶带机料线是否紧急停车的判断条件，因此开、关到位信号必须准确可靠。每台计量装置设有4对液压闸门，每个闸门设有1个开到位和1个关到位检测元件。自动称重软件对这些信号进行逻辑判断和延时处理，保证检测信号可靠。在实际使用中，检测设备难免出现故障，因此胶带机料线系统与液压闸门信号、计量装置实时质量信号进行联锁，确保计量的准确性及计量装置的安全性。
4使用效果
该计量装置获得国家非自动衡器型式评价实验室（重庆）批准，准确度为Ⅲ级。自动称
重系统运行稳定，与胶带机料线系统紧密结合，联锁条件完善，保证了卸料连续性；同时自动称重系统与计量管理系统等信息化系统紧密结合，实现了船舶原料信息从物流系统到卸料称重再反馈到物流系统的信息流转。通过该系统实现了码头船舶大宗原料连续卸载过程中的自动检斤计量，同时，通过胶带机料线运行信号、计量装置中原料质量以及液压闸门开闭情况，实现了单仓毛重和净重的自动匹配。
5 结束语
船运大宗散装原料连续卸载过程中，检斤计量的计量装置及自动称量系统在重庆钢铁集团新区2号码头成功应用，有效解决了码头船舶运输大宗散装原料计量问题，确保了计量数据的准确性。该系统的成功应用，既可作为船舶散装原料的检斤计量，也可作为对现有水尺计量方式数据的比对和验证。因此，具有重大的推广应用价值。
6摘要：
为解决钢铁企业船运散装原料计量问题，重庆钢铁集团对船运散装原料通过胶带机连续卸载运至陆域过程中用于检斤计量的计量装置及称重系统进行了研究、试验。为保证船舶连续卸载，采用了A、B两个计量装置交替装料和称重，自动称重系统通过对计量装置及卸料料线的判断，实现了自动称量，确保了计量数据的准确性二该计量装置及自动称重系统已在重庆钢铁集团新区2号码头成功应用。
