Электронные крановые весы (Часть 1)

С. Голышев

Когда размер имеет значение

Прежде чем перейти к особенностям конструкции и конкретным моделям – несколько аргументов в пользу электронных крановых весов. У крановых весов есть несколько достойных альтернатив: это автомобильные или железнодорожные весы, с помощью которых можно делать замеры, не выгружая груз из кузова машины или вагона, а также довольно крупные платформенные весы. При всех достоинствах стоимость их довольно высокая, да и места они занимают много. При нынешнем дефиците площадей на московских предприятиях и складах их применение может создать проблемы. Более того, для их установки порой требуются серьезные подготовительные строительные работы, в частности прочный фундамент с системой дренажа. С этой точки зрения крановые весы более удобны: это компактное и простое в транспортировке оборудование занимает на складе значительно меньше места и перемещать весы можно или вручную, или, если их собственная масса большая, при помощи тележки. Эти достоинства электронных крановых весов в сочетании с высокой степенью защищенности от пыли и влаги (не ниже IP65) оправдывают их применение на открытом воздухе, потому их широко используют при перегрузке металлических, деревянных и других крупногабаритных изделий из железнодорожных вагонов, морских и речных судов.

Характерной тенденцией в развитии весового оборудования в целом является сокращение доли механических и расширение использования электронных весов. Помимо ряда таких важных и неоспоримых для современного склада преимуществ, как возможность существенно упростить и сократить число процедур по приемке и отпуску продукции, они позволяют автоматизировать складской учет, осуществлять контроль за движением грузов при подключении к компьютерной сети. Электронные весы можно встраивать в автоматизированные весовые комплексы, что позволяет перерабатывать, хранить и передавать результаты взвешивания по компьютерным сетям АСУ, оформлять их в бумажном виде в форме накладных, актов приемки-сдачи, отчетов и т. п. Такие весы оснащены табло с большими и яркими, видимыми даже в темноте цифрами, дистанционным управлением и др. При одинаковом с механическими весами пределе взвешивания точность измерения подвесных крановых электронных весов также существенно выше.

Принцип действия и функции

Работа электронных весов основана на преобразовании степени деформации упругого элемента датчика в электрический сигнал, изменяющийся пропорционально массе груза. Аналоговый электрический сигнал с датчика поступает в весовой преобразователь, где он преобразуется в цифровой код и выводится на индикатор весового преобразователя. Весы состоят из упругого элемента, приборного блока, блока автономного питания, защитного кожуха и передающих усилие грузоподъемных элементов (двух серег или серьги и крюка, переходников и осей с гайками). Грузоприемное устройство представляет собой серьгу (или крюк) и служит для навески звена строп или другого грузоприемного устройства. Кожух предохраняет приборный блок и блок автономного питания от повреждений при ударе или падении. Быстросъемный блок автономного питания устанавливается на раму при помощи направляющих и является функционально законченным герметичным модулем, который включает в себя аккумулятор и зарядное устройство, работающее от сети 220 В. Верхняя серьга соединяется при помощи оси и гаек с упругим элементом и предназначена для навески на крюк крана. Для работы в условиях яркой освещенности весы обычно снабжают солнцезащитным козырьком.

Об основных функциях и особенностях работы крановых весов наш журнал уже рассказывал. Весы подвергаются ударным воздействиям, используются под дождем и снегом, в портах и на судах в условиях повышенной влажности и коррозионных воздействий, поэтому значимыми факторами, определяющими нормальное их функционирование, являются герметичность и прочность корпуса, защищенность датчика (а значит, надежность и сохранение метрологических характеристик прибора). Важным для эксплуатации является также наличие следующих функций: экономии энергии (табло на некоторое время после последнего измерения отключается, что на порядок увеличивает время работы весов до следующей подзарядки); определения массы тары; установки нуля; режимов остановки и захвата показаний; суммирования результатов; защиты от несанкционированных калибровок; возможности передачи результатов в локальную сеть предприятия. Для работы с весами, индикатор которых размещен в корпусе весов, используется дистанционный пульт на ИК-лучах; передача данных измерений на удаленное табло и управление весами производится по радиоканалу. Все зарубежные модели, как правило, оснащены всеми возможными функциями, которые могут иметь эти приборы на сегодняшний день. Что касается совершенствования отечественных конструкций, в настоящее время наиболее интенсивно ведутся работы по дальнейшему оснащению их различными системами беспроводной передачи данных и управления.

Как у нас в стране, так и за рубежом крановые весы выпускает довольно много компаний. Исходя из изложенного выше, конструктивно это оборудование различается:

• элементной базой, определяющей температурный диапазон эксплуатации, надежностью, точностью и временем непрерывной работы;
• видом и расположением датчика, определяющего размеры и массу весов, перегрузочную способность и запас прочности на разрыв;
• видом и комплектацией грузозахватных приспособлений;
• типом систем управления весами (кабель, инфракрасное излучение, радиоканал) с индикацией на весах и/ или пульте дистанционного управления;
• дополнительными системами передачи данных на ПК;
• степенью пыле- и влагозащищенности, морозостойкостью;
• массой и габаритными размерами.

С точки зрения возможностей измерения модели разных модификаций и исполнений различаются прежде всего величиной наибольшего предела взвешивания (НПВ) и дискретностью отсчета (d). При выборе модели того или иного производителя необходимо учитывать и вопрос сервисного обслуживания. Обычно лучше оно организовано у тех компаний, которые дольше работают на нашем рынке. Помимо прочего весы должны иметь сертификат о занесении их в Государственный реестр средств измерений РФ. В противном случае они проходят только индивидуальную процедуру калибровки, в результате которой выдается свидетельство с действительными параметрами оборудования на момент проведения испытаний.

Крановые весы российских производителей

ЦКВ. Цифровые крановые весы ЦКВ производятся группой компаний «ФизТех» (Москва) и внесены в Госреестр РФ под № 24402-03. Весы выпускают в двух вариантах – «Стандарт» и «Экстра». НПВ моделей ЦКВ – от 1 до 30 т, диапазон рабочих температур –30...+70 °C. Отличительными особенностями этих весов являются: импортные датчики с наивысшей пылевлагозащитой (IP67, IP68), специальная конструкция с повышенной надежностью и прочностью на разрыв, крупный яркий индикатор веса, возможность дистанционного обнуления веса тары с помощью пульта дистанционного управления (ИК-канал). Питание осуществляется от герметичного аккумулятора, расположенного в корпусе крановых весов. В комплект поставки входят зарядное устройство и аккумулятор.

ВК (Тензо-М). Весы шести модификаций ВК-05, ВК-1, ВК-2, ВК-10 и ВК-20, внесенные в Госреестр РФ под № 18057-03, производит московская фирма «Тензо-М». Устройства выпускаются в соответствии с ГОСТ 29329 среднего (III) класса точности. Модели различаются наибольшим пределом взвешивания (от 0,5 до 20 т), интервалами взвешивания, дискретностью отсчета d и ценой поверочного деления. Конструкция весов разрабатывалась с учетом использования их в качестве съемных грузозахватных приспособлений, удовлетворяющих требованиям ПБ 10-382-00 Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. Индикатор текущего веса имеет шесть семисегментных знаков (цифр) высотой 40 мм. Весы могут комплектоваться дублирующим табло, предназначенным для установки, например, в кабине крановщика и соединенным с весовым преобразователем кабельной линией связи. Дублирующее табло имеет восемь семисегментных знаков высотой 15 мм. Пульт дистанционного управления (радиоканал, диапазон 433 МГц) обеспечивает управление весами и считывание информации о текущем весе на расстоянии до 50 м. Наличие у весового преобразователя стандартного последовательного коммуникационного порта позволяет передавать информацию о массе взвешиваемого груза на внешние устройства. На основе весов ВК можно создавать системы взвешивания с несколькими кранами и автоматизированной передачей информации о массе взвешиваемых грузов в АСУ предприятия. На рисунке приведена схема системы траверсных кранов, функционирующей в прокатном цехе Оскольского электрометаллургического комбината.

Тензометрические датчики и узлы встройки установлены внутри траверсы крана, а весовой преобразователь – на траверсе крана. Весовой преобразователь в свою очередь связан с дублирующим табло, установленным в кабине крановщика, кабельной линией связи по интерфейсу RS-485, так что информация о текущем весе отображается на обоих табло. Укомплектованные весами траверсные краны перемещаются вдоль пролета цеха между металлообрабатывающими агрегатами и по запросу операторов осуществляют взвешивание обрабатываемого металла и перемещение его по технологической цепочке. Для передачи в систему АСУ ТП информации о результатах взвешивания, видах взвешиваемого продукта, номере крана, обслуживающего в настоящее время агрегат, и номере агрегата, для которого производилось взвешивание, около агрегатов установлены стационарные пульты с радиоканалом, соединенные между собой кабельной линией связи по интерфейсу стандарта RS-485 и питающиеся от обычной электросети. Оператор агрегата, получив по радиоканалу от весового преобразователя информацию о результатах взвешивания, нажатием на кнопку пульта отправляет эту информацию на концентратор, откуда она в режиме реального времени по кабельной линии связи поступает на промышленный компьютер Simatic S5 фирмы Siemens. Simatic S5 передает полученную информацию по сети Ethernet на сервер АСУ ТП предприятия, где она обрабатывается в соответствии с бизнес-логикой предприятия, и через концентратор возвращает на пославший ее стационарный пульт ответную квитанцию о проведенном взвешивании.

ВК (ИБ ВАСО). Весы типа ВК производит ООО «Инженерное бюро Воронежского Акционерного Самолетостроительного Общества» (ИБ ВАСО). Они зарегистрированы в Госреестре РФ под № 19054-99 и работают в диапазоне температур от –30 до +50 °С. Питание осуществляется от съемного блока питания, выполненного на основе герметичного свинцового необслуживаемого аккумулятора (входит в комплект совместно с зарядным устройством). Устройства оснащаются семисегментным светодиодным индикатором и переносным пультом ДУ на ИК-лучах с дальностью действия до 15 м, по радиоканалу – до 200 м. Имеется функция контроля степени заряда аккумуляторов. Время непрерывной работы от полностью заряженных аккумуляторов не менее 12 ч, в дежурном режиме – до 100 ч. Время заряда полностью разряженных аккумуляторов – не более 10 ч. Весы сигнализируют о перегрузке высвечиванием на табло индикации символа и производятся в вариантах для работы с электромагнитной шайбой, с радиомодемом (передача данных по радиоканалу), в морозоустойчивом исполнении (от – 40 °С, для работы в условиях Крайнего Севера) и жароустойчивом (для разливки расплавленного металла).

ВКМ. Весы моделей ВКМ изготавливает ИБ ВАСО совместно с ЗАО «Весосистемы» (г. Краснодар). Они зарегистрированы в Госреестре РФ под № 16031-02 и используются в диапазоне температур от –30 до +50 °С. Устройства оснащены переносным пультом ДУ на ИК-лучах (дальность действия до 15 м), системой контроля заряда-разряда аккумулятора, защитой от перегрузок. Тип индикатора – пятиразрядный семисегментный светодиодный, с высотой цифр 3,8 см. Максимальное расстояние видимости от оператора до табло – примерно 40 м. Для питания используется герметичный необслуживаемый съемный аккумулятор. Класс точности весов по ГОСТ 29329 и МР МОЗМ № 76 – средний.