翻车机系统优化改造（精选6篇）
翻车机系统优化改造 篇1
秦皇岛港股份有限公司第二港务分公司煤二期5#、6#翻车机电气控制系统采用施耐德公司Quantum系列PLC。PLC模块CRP81100作为Profibus-DP主站，P+F公司AS-i总线网关为从站，P+F公司BVM58系列绝对值编码器检测翻车机各关键位置，驱动系统采用ABB公司DCS 500系列直流传动系统，系统结构见图1。
一、存在的问题
1. 推车机、拨车机运动控制不够灵活
变流器采用固定加减速斜率模式，即PLC通过直接I/O控制方式控制变流器。该模式实现简单但变流器工作时其运行参数不能根据翻车数量进行优化调整，电机加减速度、斜率也不能随牵引或推出车辆的增减进行相应调整，造成低速运行时间过长，直接影响翻车流程时间。同时推车机“牵重推空”时，系统不计算空车和推车机钩头距离，而是以相同速度“推动”空车，这样当空车和钩头间距离较大时易形成强烈碰撞，长期运行会损伤机械装置。
2. 传动方式落后
系统未采用真正意义的主—从传动方式，10台变流器分为3组(2台推车机，6台拨车机，2台翻车机)，每组变流器各由一台主变流器和测速发电机构成独立的直流双闭环调速结构，以主变流器模拟量输出级联到其他变流器的方式，将同组变流器联接为一体，其他变流器共用主变流器电流环，这些变流器只完成电流环功能，测速发电机和变流器本身性能存在差异，因此每台电机实际工作速度略有不同，电机不同步产生的应力长期作用在设备刚性机构，易对设备造成疲劳性损伤。
3. 变流器测速反馈装置落后
测速反馈采用模拟式直流永磁发电机，抗干扰性差、精度低，由于磁性衰减，长时间使用易出现速度波动，引发安全事故。
4. 翻车机角度检测可靠性低
翻车机出、入口角度检测编码器在同一AS-i总线网络中，传输过程中若网络中断，则出端和入端角度值均不能传至PLC，系统易出现误动作，严重时造成翻车机翻转或者返回超限，引发严重安全事故。
5. 不能设定车辆参数
操作台未设计重车数量参数设置装置，控制系统无法根据所剩车皮数量自动调整驱动装置加减速时间，翻车机系统在牵引较少车皮时不能提高工作效率。
6. 重车车型判断方式落后
车型判断采用机械式压轮开关，系统不能根据车型参数自动调整减速距离，影响拨车机工作效率，造成整个流程时间过长。
随着生产任务的不断增加，迫切需要对翻车机系统进行扩能提效改造，经过现场调研和分析，改造了翻车机电气控制系统。
二、改造措施
1. PLC对变流器采用总线控制
在每台变流器上加装ABB公司专用于DCS500系列变流器，带Profibus总线通信的NPBA-12总线适配器，以PLC为Profibus主站、变流器为从站，将变流器整合到同一网络，通过总线进行数据传输，PLC向变流器发送启动、停止、速度、加减速斜坡等信号，并接收变流器状态信息。
采用总线控制后，主站和从站交换的信息明显增加，PLC对变流器控制更加灵活、快捷，驱动系统可以根据运行状况，动态调整速度、加减速时间，减少流程时间，提高效率。
2. 改进变流器主—从传动方式
使用总线技术，变流器改为以总线通信为基础的主—从控制结构，将推车机和翻车机电机驱动均改为1主1从，拨车机电机改为1主5从，PLC控制主变流器，从机跟随主机动作。改造后的驱动系统，可有效平衡负载，电机实现同步运行。
3. 变流器测速采用编码器反馈
采用P+F公司RHI90系列增量型编码器，由于速度反馈信号是数字量，抗干扰性强、精度高，避免了飞车等严重事故。
4. 增加翻车机角度检测方式
保留翻车机入口角度检测AS-i编码器，出口角度检测改用海德汉SSI串行输出绝对值编码器，出口检测角度值通过GP1312SP进行转换后，送至PLC。两套角度检测方式并存，作为数据校验，若两套编码器数值偏差过大，PLC系统将自动停止作业，确保翻车机系统安全，若一套出现问题，在PLC程序中可单独使用另一套，保证系统正常工作，提高系统稳定性和可靠性。
5. 配置人—机界面
采用西门子TP27触摸屏，操作人员可在触摸屏设置初始车辆参数，通过编程计算剩余车数，利用Profibus总线设定速度斜坡，提高翻车效率。
6. 改变重车车型判断方式
车型判断采用Honeywell RDS8004系列无接触轨道专用检测装置，系统在拨车机前进过程中判断车型，即可根据车型参数自动调整减速距离，缩短流程时间。
7. 增加推车机推车臂和空车之间距离检测
在推车机钩头加装P+F超声波测距传感器，“推空”过程时，可根据空车与推车机钩头距离，调节推车机减速时间，防止强烈碰撞，减少机械装置损伤。
8. 程序优化
根据现场运行状况，结合安装的新硬件，修改PLC程序和变流器程序，在各环节进行提效改进，提升整个流程的效率。
改造后的系统结构见图2。
三、改造效果
改造结果表明，翻车机电控系统工作稳定，可在不增加驱动功率，不提高牵引速度的前提下，通过参数优化和工艺调整，提高翻车效率，增加效益。
控制系统采用先进的分布式总线系统，Profibus和AS-i两层总线体系使控制方法更加灵活，信息交换快速，数据量大。系统可靠性明显提高，通过总线系统能更好监测设备运行状态，并减少不必要停机。由于增加了车数设定环节，根据作业过程中的车数，通过Profibus-DP总线系统改变拨车机加速斜坡时间，提高拨车机效率，系统稳定性得到提高，优化推车机和翻车机作业时间。改造前翻车机系统每个循环周期是160～165s，每列车(60节)作业时间大约是90min，改造后两项分别降为140～145s和75min。拨车机负载运行曲线见图3，拨车机重载和轻载时，均通过总线系统改变拨车机加速时间： (1) 重载情况(图3a)，负载最重时，循环周期为141s，在斜坡上升阶段，斜坡较缓，冲击电流小，有效减少了电流冲击对钢结构和电子器件的影响。 (2) 轻载情况(图3b)，负载最轻时，循环周期为135s，在斜坡上升阶段，斜坡较陡，冲击电流小。实际运行过程中，加速时间随着作业剩余车数的减少而减小，从而提高了系统作业效率，减少大电流冲击。
翻车机系统改造后，翻车机作业效率大幅度提升，台时效率由2600t/h提高到3100t/h，作业效率提升达到20%，系统稳定性也有所提高。
翻车机润滑系统技术改造探讨 篇2
一般而言,在选择润滑方法和装置上首先应注意充分发挥油脂的作用,从经济性的角度出发又要尽量降低油脂的消耗,特别要减少或消除系统漏油。其次由于现代高速重负荷的设备常常因高速而需要由润滑油加以冷却,甚至设备所能承受的负荷和速度的高低主要取决于润滑油的冷却效果,因此必须重视其冷却效果。另外除了必须保证设备润滑效果外,还应极力使润滑作业自动化,并保证润滑装置简单适用,以减少维护工作量,尽量采用标准件、通用件,从而简化品种,便于维护和减少备件库存。
由于两台翻车机本体原先采用的某公司的集中润滑系统经过两年多时间的使用,出现了比较多的情况,自动化也一直没能正常投入运行,导致各部件只能手动加油,不仅加重了维护人员的工作量,更使设备损耗加剧。但同时又由于平时翻车机工作量较大,没有时间停运,因此只有通过平时的运行观察同时结合设备大修的机会对润滑系统进行仔细的检查和分析,发现存在的主要问题有:
1)不利于检查。两台翻车机的本体集中润滑装置安装位置不对,目前安装在本体的靠板下方,外面装有壳,无法随时进行检查,加油比较困难;
2)容易积水积煤。由于原设计本体的集中润滑装置安装在本体上,长期有煤和水积在油泵上,导致油泵无法正常运行;
3)原设计将集中润滑装置的控制箱安装在靠车板下方,此处容易积煤和积水,控制箱的外壳腐蚀比较严重,外壳密封性下降,经常有水和煤进入,导致控制系统经常出现故障,无法投入使用;
4)本体支撑辊上的集中润滑双线分配器长期处在积煤中,因此存在严重腐蚀情况,导致安装在本体托辊梁上的60个润滑点不能正常加油润滑。
由于集中润滑油泵不能正常运行,从而出现下列一些问题:
1)引起翻车机本体压车梁上的56个球铰轴承、靠车梁上的16个球铰轴承和靠板箱体支撑杆上的8个活动铰座轴内以及4个活动短轨轴套内严重缺油,各关节卡死,经常要维护人员手工加油;
2)造成翻车机压车梁上的压车机构“V”型支架不能及时复位,容易引起车箱在牵引过程中与压车机构相碰撞,存在一定的安全隐患;
3)由于各铰支座得不到及时润滑,容易造成翻车机压车机构、靠板支撑杆底座的三角型连接板开裂;
4)容易引起本体支撑大梁上四根活动短轨轴卡死,影响翻车机的正常运行。
鉴于以上各种原因,必须对翻车机本体上的集中润滑系统进行技术改造。
1 润滑系统的选型
根据兰电公司翻车机的实际工作情况,要求改造工期短,每台不超过10天,总费用也要低,集中润滑系统装置必须全不锈钢和全密封设计,并且控制箱主油泵不能安装在本体上。经过重新设计后的集中润滑装置主要有以下特点:
1)采用双线润滑系统,供油主管路有两根,一个工作循环内两根主管路过换向阀交替供油,使双线分配器两侧的出油口向润滑点定量输送润滑油;
2)润滑系统主要由润滑油泵、滤油器、换向阀、双线分配器(不锈钢全密封)、液动换向阀、控制器、管路(全部采用不锈钢管路和不锈钢接头)及附件等组成;
3)由于翻车机系统落差较大,润滑油泵将油脂送上去的距离较远,油脂采用美孚NLGI 000#~1#,该油脂湿度适合远距离传送,不会应油脂过干而导致润滑效果达不到要求,工作压力1MPa~40MPa。排量范围0mL/次~15mL/次,可设润滑点最多可达1 000个,管路最长可达150m。
2 实施方案
1)将翻车机本体上的两台集中润滑装置移位,管路重新布置。主要是将安装在本体上的二台集中润滑装置移到地面上,油泵安装在进车端、出车端液压站的本体传动减速器平台下部,油管路走向从本体传动减速器平台上通过,经本体上机挂缆支架处通过到本体上,随本体上机电缆和液压胶管一起转动;
2)本体上的集中润滑系统油路走向和原来安装的润滑系统油路走向一样,个别油路走向依据现场情况修订,安装结束后调试润滑系统每一个点必需先确认已通,才能将各润滑点接头接上;
3)对润滑装置的润滑油管总管根据现场实际情况全部重新布置与安装;
4)翻车机本体集中润滑系统采用管路总线,管路分配器集中处要求整体密封,所有管路采用不锈钢(包括分配器和管接头),延长使用周期。
3 效果评估
翻车机本体集中润滑系统改造完成至今使用情况良好。润滑油泵的各项指标都达到了原厂设计出力要求,实现了定时、定点、定量的要求。
1)消除了翻车机本体压车梁上的56个球铰轴承;靠车梁上的16个球铰轴承和靠板箱体支撑杆上的八个活动铰座轴内以及四个活动短轨轴套内严重缺油,各关节卡死现象;
2)消除了翻车机压车梁上压车V型支架不能及时复位,重调机将火车箱牵引至本体时会撞坏压车机构的现象;
3)消除了翻车机压车机构、靠板支撑杆底座的三角型连接板开裂的现象;
4)消除了支撑大梁上四条活动短轨轴卡死,火车箱出轨或撞坏本体的现象。
翻车机集中润滑系统在没有改造前无法正常投入使用,改造后消除了球铰轴承损坏,每年备品备件这块就减少投入近20万元,同时改造后各润滑点99%会正常润滑,延长了各关节轴承和铰轴的使用寿命,大大减少了日常维护的工作量,获得了改造的圆满成功。
参考文献
火力发电厂翻车机系统技术改造 篇3
关键词：翻车机系统,程控,联锁
胜利发电厂翻车机系统是由翻车机、空车调车机、重车调车机、迁车台四部分设备组成, 通过这四部分设备将入厂煤及时转运到煤场并输送给锅炉。其中翻车机系统原设计为就地或集中两种操作方式, 翻车机和重车调车机的操作控制台位于翻车机控制室, 迁车台和空调调车机的操作控制台位于迁车台控制室, 这两个控制室相互独立, 并且每个操作室都需要两名操作员来进行操作和协调工作。
1 系统改造原因
1.1 程控集中控制原因
由于翻车机系统设备多, 联锁条件复杂, 行程限位点多, 运行中对设备的监控需要完全依赖操作盘上的指示灯, 为了加强设备的监控, 一直采用就地手动操作的方式, 但是这种工作方式存在着以下不足:一是, 设备操作较为分散, 各单台设备的操作人员对其余设备的运行状态无法把握, 对联锁条件无法全面监控;二是, 运行中需要四名操作人员, 无法满足两台翻车机同时运行的要求。
1.2 重车调车机改造原因
我厂重车调车机属于865-00型, 是CFH-Ⅱ型翻车机系统配套调车设备, 该设备受当时技术发展水平和技术设计水平的限制, 采用钢丝绳传动, 长期使用制约着翻车速度, 其维护工作量很大。主要表现为:送空车进入迁车台的方式不符合铁路部门的要求;遇到大风天气或因车皮本身阻力大而不能进入迁车台, 需人工推车到迁车台, 运行工作量较大;钢丝绳易受牵车冲击力断裂;因频繁断绳重调已达不到设计的牵引节数, 大大影响了翻车效率;重车在平台上定位难度较大。
2 改造方案
2.1 程控改造方案
目前, 国内外较先进的控制系统一般都是由上位机PC、下位机PLC、工业电视三大部分组成。上位机负责操作界面、数据库管理, 下位机负责程序逻辑, 工业电视反馈现场实际运行图像, 辅助监控。因此我们决定将翻车机系统在原有控制方式的基础上改造为上位机程控操作, 增加一台上位机, 作为翻车机系统的操作端, 完成对四台设备的联锁操作。另设一台上位机作为系统工程师站, 将它们与微机联网, 功能上实现互为备用, 同时在操作室配备工业电视, 及时反馈现场的运行图像, 实现对设备实时监控。
2.2 重车调车机改造技术方案
重调机有效牵引行程46m, 选用齿轮齿条传动, 采用变频调速, 起动平稳, 定位准确, 制动可靠, 并可满足系统运行的各种工况;重调机前进和后退设有防越位保护措施, 并设有止挡保护以保证工作安全。重调机周围安全防护措施要齐全, 重调机设有超载保护功能以防重调机突然过载损坏。
2.3 液压部分
液压系统主要由电机、双联叶片泵、换向阀、执行机构、油箱、蓄能器等组成, 该液压系统采用集成式设计, 体积小, 结构紧凑。双联泵通过弹性联轴器从电机得到机械能后, 经滤油器从油箱吸油然后泵的两个出口分别输出压力油。压力分别由卸荷阀和调定。压力油分两路, 一路经叠加阀至摆动油缸;另一路经叠加阀至平衡油缸, 摆动油缸、平衡油缸联动, 完成大臂抬落。压力油经卸荷阀分两路, 分别完成提销和制动。蓄能器在抬臂时蓄能, 落臂时释放能量, 并为平衡油缸提供背压及补充循环油。
2.4 电气部分
控制系统仍采用原有PLC控制, 根据新重调运行方式、特点修改下位程序:重调操作方式为就地/程控两种方式, 就地设有操作台, 操作人员可以在就地手动操作设备实现所有功能, 上位机可以实现程控操作;重调控制方式分为自动、手动和调试, 自动状态下, 重调在满足联锁条件下自动完成整个调车作业。手动状态下, 重调满足联锁条件后, 人工下操作指令, 完成重调动作。调试状态下, 重调只保留基本的行程限位, 不需要其他联锁条件也可运行;重调采用变频调速, 变频器输入输出应有电抗器, 防止变频器干扰控制系统, 变频器容量应选大一档, 防止减速时过载, 并有制动电阻。变频调速系统应制动良好, 定位准确, 为安全起见, 不能采用停电滑行的减速方式。
3 实施过程
3.1首先对翻车机控制系统进行改造, 为翻车机安装一台上位机, 利用组态王软件, 对操作画面进行编辑。通过编辑上位机, 可以实时的显示各台设备运行数据, 包括电流信号、各行程限位、计数限位、运行状态等, 并且以动画形式显示设备实时运行位置, 翻车累计以及通讯状态。
3.2增加了1个通讯模块和2个模拟量输入模块来实现通讯和网络功能以及采集各台电机的电流信号。
3.3为完善反馈信号, 我们将两套翻车机系统的6台变频器故障信号、两台翻车机和两台空车调车机的电机过热信号引入程控。这样就可以利用上位机快速的对设备状态进行检测。
3.4增设一台上位机, 作为系统工程师站。通过系统工程师站, 我们可以在设备出现状况时, 利用软件检测故障点, 较快的处理发生的故障。
3.5在翻车机操作室安装了工业电视系统。工业电视系统是由电视墙、矩阵主机以及摄像头组成。
目前使用的控制方式是程控手动控制方式, 其他控制方式根据实际情况进行使用。在程控状态下, 当铁路重车就位后, 按下系统启动, 整个系统自检, 所有设备返回原位, 操作人员通过上位机操作开始翻车流程, 其中摘钩环节采用人工摘钩, 最后一节车需人工判断, 此外为保障安全, 还在集控操作台加装了急停按钮, 故障报警器以便在运行中发现故障时紧急停运设备。
3.6重车调车机改造实施过程:对原重车调车机进行拆除, 包括附属设施的拆除;重调基础进行制作;对重调齿条进行安装;重车调车机本体安装;重车调车机电缆滑车安装;对控制部分进行安装;对重调液压及控制系统进行调试。
4 改造后运行效果
4.1 程控改造后运行效果
改造后的翻车机系统效率最高可达到20节/小时, 减轻了运行人员的劳动强度, 杜绝了人为事故的发生, 提高了劳动生产率;设备电气部分发生缺陷时, 利用上位机可及时准确找到故障点, 大大缩短消除设备缺陷的时间。
4.2 重调改造效果
减少了更换钢丝绳、人工费用及因不能翻卸造成的延时费用;改造因牵引节数增大后产生的效益每年为40万元;改造后, 较好实现翻车机适应C70通用敞车;减少突发事故, 减轻了工作量;进一步达到翻车机系统平稳, 减少机械冲击损坏;较好解决了车皮在翻车机上定位的问题, 可使驱动系统的运行状态稳定;解决了重调直接撞车皮进入迁车台, 满足了铁路部门的要求。
参考文献
[1]王涛.火力发电厂翻车机控制系统优化[J].硅谷, 2012 (4) .
翻车机系统优化改造 篇4
1 翻车机系统全自动化操作中存在的问题
随着我国社会主义市场经济的飞速发展, 市场对钢铁产品具有很高的需求, 为了能够抓住发展的机遇, 不断扩大企业的规模, 应该进行翻车机系统自动化操作的改造。PLC具有较弱的抗干扰性能, 软件的版本没有进行升级, 功能很少, 只能够在特定的操作系统之中运行, 无法有效的利用编程器, 修改和编程翻车机系统变的十分困难。同时, 在设计电气控制原理的过程中, 没有完善的保护安全功能, 很容易造成输入输出模块的烧毁, 在信号线之中没有使用屏蔽线, 也没有进行分层的敷设, 没有对极限开关进行良好的选型, 具有很弱的抗干扰性能。因为在迁台车的左右两侧没有平整的导向板, 在车体在进行行走的过程中, 产生了位移, 造成了车体的串动, 尤其是在冬季的时候, 上述现象产生的十分频繁, 如果稍不留意, 就会导致推车器产生车皮掉道的现象, 对冬季的翻车造成了消极的影响。
2 翻车机系统全自动化操作的改造措施
为了解决PLC软件不能升级、功能少、没有较好的稳定性和抗干扰性等问题, 应该及时对PLC进行更新, 进行软件的升级换代, 在对翻车机系统进行设计的过程中, 应该使用多台PLC, 在两套翻车机之中使用4台PLC进行控制, 但是无法充分激发其工作效率, 产生较高的造价, 因此在两套翻车机系统之中, 可以使用2台PLC, 实现全自动化控制, 不仅减少了造价, 使使用的效率得到了提高。对电气控制的相关原理进行修改的过程中, 应该增加连锁功能、保护功能, 重视迁台车、翻车机和拨车机的使用, 应该使用屏蔽线代替信号线, 动力线应该和控制线进行分层的敷设, 使用接近开关代替原有的极限开关, 使用具有较强抗干扰性和稳定性的光电编码器。在对翻车机进行调速的过程中, 应该使用一台变电器对2台电机进行供电, 应该使用相同型号的电机, 节约备件的存储, 减少备件费, 能够节约电能, 减少了调速电阻, 有助于翻车机进行无极调速, 在进行启动和停止的过程中, 最大程度的降低冲击, 使运转能够平稳的运行, 减少车皮掉道和对轨不准确等现象的发生。
针对迁车台没有调速的现象, 应该使用变频调速代替以往的电机, 能够保证迁车台能够进行准确的定位, 平稳的运行和启动, 减少车皮掉道等危险的产生, 使两侧能够进行同步的走行, 避免了抱车和车体扭斜等现象的产生, 有效解决车皮掉道的事故。为了缓解PLC防电磁干扰等问题, 应该使用接地线的方式, 导线屏蔽层和PLC应该使用单点接地, 转变以往多点接地的现象, 减少了在多个接地点之间电位差的产生, 因此消除了对电磁的干扰, 在不同系统之中的PLC应该使用相同的型号的产品, 减少相互通信等现象。
夹轮器在夏季的时候, 很容易产生积水, 应该挖蓄水池, 同时安装潜水泵, 同时及时的抽出积水, 因为在液压系统之中有很多的问题, 放置的时间较长无法使用, 可以使用推动器代替夹轮器, 可以降低成本, 有助于进行保养和维护。应该使用减速机对迁车台两侧的齿轮进行拖动, 在齿轮行走的过程中, 能够对车体进行支撑, 顺着车体移动前进的方向设置齿条, 因此, 在进行走行的过程中, 能够减少位移的现象, 能够避免停止和启动过程中的打滑现象, 有效缓解了车皮掉道的问题。可以将拨车机改造为使用一台变频器供应三台电机的系统, 减少了在转矩过程中转数不同和不平衡的现象, 避免了电流不平衡、穿车和转数不平稳等问题, 取代以往的直流调速, 降低了采购的难度, 使成本降到最低。及时对销轴和钩头进行改造, 对销轴的材质进行加粗等处理, 提高其使用寿命, 有助于摘钩的自动化水平。
3 结语
总之, 翻车机系统在进行上述改造之后, 能够将全自动化的操作落实到实处, 有效的缓解了在各个系统之间存在着的连锁问题, 将事故产生的隐患降到了最低, 同时, 解决了空车线和重车线没有准确对轨的现象, 避免产生“车皮掉道”等事故, 使翻车机整体的可靠性和安全性得到大幅度的提高。翻车机系统由以下几个部分组成:空车铁牛、迁车台、翻车机、拨车机和夹轮器, 可以使用三种方式对其进行有效的控制:集中自动式控制方式、几种手动式控制方式和机旁手动式控制方式。最终, 使翻车机系统的效率提高百分之二十左右, 能够满足八座焦炉的使用需求, 对人力资源进行有效的安排, 在每个岗位上能够减少1名到两名左右的员工, 每一年可以为企业节约二十万左右的成本, 最终使设备的管理水平和自动化能力得到提高, 促进了整个行业的科技水平, 提高了企业的社会效益和经济效益。
摘要：本文对翻车机系统无法实现全自动化的相关原因进行了分析, 对在操作过程中存在的缺陷和发生事故的原因进行了阐述, 分析了对翻车机系统进行自动化改造的重要性, 对解决自动化改造过程中出现的问题提出了有效的解决方案。
关键词：翻车机系统,自动化,分析
参考文献
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翻车机四计轴系统优化 篇5
热力厂翻车机系统由翻车机、重调机及轨道装置、空调机及轨道装置、迁车台、夹轮器、洒水除尘装置、止挡器等组成。
为了叙述方便, 将前一个工作循环中停放在翻车机内的空车编号为1#车, 即将翻卸的为2#车, 与2#车联挂的为3#车。翻车机及调车设备的一个工作循环如下:
重调机牵引整列车慢速前进, 将3#号车的前转向架上4个车轮置于夹轮器工作范围内;利用人工摘钩将2#、3#车联挂车钩打开, 夹轮器夹紧;重调机牵引2#车前进, 与1#车联接;重调机牵引2#车在翻车机内定位;重调机与2#车自动摘钩;重调机推送1#车在迁车台内定位;同时, 翻车机进行翻车, 然后回原位;重调机与1#车自动摘钩;迁车台向空车线前进, 并与空车线对位;同时重调机大臂抬起, 并高速返回定位点;空调机将空车推出迁车台, 在空车线上集结成列, 迁车台返回重车线;重调机大臂下降, 然后低速后退与3#车前钩联挂。至此一个工作循环完毕。
2 原四计轴系统存在的缺陷
2.1 四计轴系统作用说明
四计轴系统用来检测迁车台上有无车皮, 通过接近开关对火车轮的检测计数实现, 四计轴系统计数为4, 表明迁车台上有车皮;四计轴系统计数为0, 表明迁车台上无车皮。
在“联锁自动”模式下, 翻车机回翻到零位后, 靠板回退到位、压车梁松压到位、迁车台重车线对准, 这时就需要四计轴来判断迁车台上有无车皮。如果迁车台上有车皮, 翻车机自动控制程序将终止, 重调车机不会将空车皮推送到迁车台内, 待操作人员手动在“解锁手动”模式下将迁车台上车皮牵走并且迁车台重车线对准后, 操作人员才能将系统切换到“联锁自动”模式继续运行;在正常作流程中, 迁车台上无车皮, 重调车机将空车皮推送到迁车台内, 四计轴系统依次检测火车轮, 直至计数为4, 即表明火车皮已在迁车台上, 自动控制程序继续运行。
2.2 原四计轴系统设计缺陷及其后果
原四计轴系统, 采取两个车轮检测接近开关“二取二”的工作方式, 两个接近开关分别安装在迁车台两侧, 以检测火车两侧车轮。当两个接近开关同时检测到4个车轮, 即计数为4时, 才判断为迁车台上有车皮。如果一台接近开关故障, 将无法检测到“迁车台有车皮”, 导致两车相撞事故发生。
2015年1月6日, 四热力翻车机系统发生了一起空车皮相撞事故。经分析后发现, 当时翻车机系统运行在“联锁自动”模式下, 重调车机推送空车皮到迁车台时, 一台四计轴接近开关故障无动作, 计数为0。由于没有检测到“迁车台上有车皮”信号, 导致迁车台没有动作, 其上保留了4#空车皮;同时由于四计轴判断迁车台无车皮, 重调车机推送1#空车皮入迁车台, 致使两车相撞, 造成重大后果。造成这次事故的主要是原设计存在缺陷:
其一, 接近开关的安装位置不合理。四热力翻车机系统所选用的接近开关为P+F的电感式传感器, 用于检测金属物体, 有效感应范围在0.2~100mm。经测定, 接近开关的实际安装位置与火车轮间的有效距离为90mm左右, 处于感应范围的边缘, 如果空车皮入迁车台时的振动比较大, 会超出接近开关感应范围, 从而发生四计轴系统不计或漏计数的问题。
其二, 接近开关采取“二取二”的方式检测“迁车台有车”, 不满足设备安全要求。接近开关露天安装, 日晒雨淋, 会导致接线老化;现场有大量煤粉尘, 会腐蚀接线;迁车台运行时有强烈振动, 会导致接线松动。在这些客观因素存在的条件下, 接近开关的可靠性大大降低, 故障率上升。现有的“二取二”逻辑中, 只要有一台接近开关故障, 就会致使四计轴系统失效。
3 系统优化
3.1 优化接近开关的安装位置
原接近开关的支架焊接在迁车台上, 接近开关通过螺栓固定在支架上, 无法调节距离火车轮的位置。为了实现调节距离的目的, 在原底座上加装了一个水平底座, 在该底座上预留出100mm长的定位槽, 接近开关通过螺栓固定在水平底座上, 并可以在定位槽内调整位置。经过调试, 接近开关固定在距离火车轮50mm的位置, 保证其处于有效感应范围内。
3.2 优化四计轴程序组态
将接近开关的工作方式改为“二取一”。当一台接近开关计数为4, 或两台接近开关同时计数为4时, 判断为迁车台上有车皮。当一台接近开关发生故障后, 四计轴系统不会失效, 降低了风险。
3.3 增加光电开关保护
经过上述优化措施后, 四计轴失效的风险依然存在, 两台四计轴接近开关有同时故障的可能性。为了进一步降低四计轴系统失效的风险, 在迁车台上加装了一台P+F的反射板型光电开关, 光电开关与反射板分别位于铁轨的两侧。在原有的“迁车台无车皮”组态中加入一个“迁车台车皮检测光电开关”的条件, 即当四计轴系统检测条件成立后, 还需要满足迁车台车皮检测光电开关不被遮挡的条件, 才能判断为迁车台上无车皮。这样, 四计轴接近开关故障后, 维修人员可以及时对故障接近开关进行处理, 而不会影响设备和人员安全。
4 结语
经过对四计轴系统的优化后, 四热力翻车机系统运行正常。这次优化, 有效的消除了迁车台上有无车皮检测方面存在的缺陷, 将事故产生的隐患降到了最低, 使翻车机整体的可靠性和安全性得到大幅度的提高。
摘要：本文介绍了翻车机系统的设备组成与工作流程, 针对四热力翻车机系统发生的迁车台上两车相撞事故, 通过分析, 指出原四计轴系统的设计存在缺陷。为消除设计缺陷, 重新定位安装了接近开关, 优化四计轴系统的控制逻辑, 并加装了光电开关, 检测迁车台上有无车皮, 作为四计轴系统的保护逻辑, 以降低四计轴系统失效的风险。
翻车机系统优化改造 篇6
煤矿辅助运输系统中, 地面生产排矸是非常重要的一个系统环节, 大多采用传统的调度绞车拉运卡放, 不仅占用大量的人力操作资源, 在实际操作中也存在一定的安全隐患。对现有运行设备进行改造, 实现自动化拉运, 从而减少岗位人员设置, 减少人为浪费, 提高运行安全。
1 煤矿辅助卡矸现状
目前煤矿辅助运输系统地面排矸中, 大多采用机车把矿井提升到地面的矸石, 拉运到翻罐笼翻卡后, 用三翻车或者汽车及皮带接运, 实现地面矸石的排放。在煤矿建设初期, 井筒及数千米巷道掘进出的大量矸石, 通过提升系统达到地面, 由于地面永久排矸系统尚未形成, 大部分矿井都采取在地面建立高位翻车装置, 来实现矸石的临时卡放。其运输过程为:用电机车把升井后的矸石拉运到高位翻车机下口后, 采用调度绞车拉至高位翻车机内, 再通过高位翻车翻转把矸石卡下。在高位翻车机下口, 采用汽车接运或者设置胶带运输机连续运输的方式, 来实现矸石堆积排放。所有的高位翻车机均采用调度绞车牵引, 人工操作方式, 下口采用汽车或者皮带运输方式。这样仅罐笼操作固定人员设置为:下口信号工1名, 负责下口信号;下口把钩工1名, 负责下口矿车钩头的摘挂;上口把钩工1名, 负责拉进入罐笼的矿车出车;上口信号工1名, 负责上口信号和罐笼的翻卡, 并配合上口把钩工拽拉矿车出罐笼;上口绞车操作工1名, 负责操作调度绞车上拉和下放矿车。这种绞车操作方式, 需配置较为熟练的工人, 方可保证绞车的安全运行, 以降低在矿车拉运过程中, 由于对绞车速度控制不当, 矿车到位后对钢丝绳的冲击、矿车对罐笼的冲击, 减少设备损坏。在矿车到达罐笼待卡过程中, 绞车长时间人为空转的因素较难控制, 会造成电量的大量浪费。
2 改造方案
高位翻车机自动化改造示意图见图1。
2.1 拉矸自动化改造
2.1.1 绞车工作闸和制动闸
把调度绞车的工作闸和制动闸的机构做简单改造, 增加两台小型液压泵来控制绞车工作闸和制动闸的开启与闭合, 从而实现无人操作绞车的工作和制动。
2.1.2 增设滚筒驱动装置
在上口罐笼的出车侧, 略大于一列车的位置, 增设滚筒驱动装置和小跑车一个, 在驱动装置处至罐笼内, 设置小跑车跑道。小跑车一方面用来控制矿车进入罐笼内时的减速, 另一方面用来拉矿车出罐笼, 实现矿车出罐笼时的无人拉车, 以减少拉车工的人员设置和降低操作工人劳动强度。
2.2 电气改造
通过PLC程序设置来实现绞车平稳起动、加速、减速至停止, 增加保护装置, 使行车和卡矸更加安全可靠。具体措施:
(1) 绞车启动控制:通过时间设置, 首先启动绞车制动闸油泵电机, 使制动闸张开, 延时2s, 工作闸油泵电机启动, 工作闸慢慢闭合, 这时绞车开始工作。
(2) 闭锁设置:在罐笼前端装设闭锁装置, 当矿车进入罐笼内指定位置后, 绞车会自动断电停止运转, 有效保护了当矿车到位后由于绞车仍在运转对钢丝绳的冲击, 并避免空转带来的电耗浪费。
(3) 罐笼下口设置汽车到位闭锁:当下口接运汽车到位后, 通过下口传感器, 接通电源, 使上口操作指示灯亮, 这时方可启动罐笼按钮进行卡矸工作。下口还可以安设红外线探头装置, 用来探测接运矸石汽车是否在下口或接运汽车位置是否正确到位。如果汽车正确到位后, 上口信号柜指示灯亮, 此时可以发出卡矸信号进行卡放;如果汽车没有到位或者汽车偏斜 (这样可以避免矸石卡空或没有完全卡入车内) , 上面信号工发不出卡矸信号, 这时可以通过下口警示红灯进行提醒司机, 重新把车进行调整, 使其到达指定的正确位置进行卡放矸石。
3 矸石排放工作流程
每班工作前由下口信号工负责, 对整个提示系统安全设施、机电设备等进行全面认真的检查, 确认无误后, 方可与上口信号工联系并准备工作。下口把钩工挂好销链后, 由下口信号工打点, 上口信号工接受信号后, 启动绞车按钮, 控制绞车的制动闸液压站 (液力推杆) 慢慢开启, 制动闸敞开;这时控制绞车工作闸液压站 (液力推杆) 开始动作, 使绞车的工作闸慢慢闸紧, 矿车开始向上运行 (矿车向上运行的起步、加速、减速和停止均有PLC根据实际生产需要自由设定) 。当矿车向上运行到上平台减速时, 正好与上口驱动装置小跑车挂钩相接触, 跑车挂钩阻挡在矿车前端碰头处, 由矿车的带动与矿车一起运行到罐笼内, 无需开动驱动装置滚筒。这样一方面可以节约开启驱动装置费用, 另一方面由于驱动滚筒的摩擦力作用, 还可以使矿车进入罐笼内更加平稳, 减少对牵引钢丝绳的冲击及对设备的损坏。矿车平稳到达罐笼内卡车位置后, 在罐笼前端的闭锁装置控制下, 首先自动切断绞车工作闸液压站电源 (工作闸在不工作时, 处于敞开状态) , 然后再切断绞车制动闸的电源 (制动闸在不工作时, 处于闭合状态, 保证有效安全制动) 。这样一方面避免了工作状态下, 工作和制动同时刹紧现象;另一方面也避免了人为造成绞车空转带来的电量浪费和设备损坏。矿车停止在罐笼内等待卡放, 这时上口信号工通过下口汽车到位指示灯显示, 判断下口接运汽车到位情况, 并且信号工也可通过观察判断下口汽车是否到位, 当汽车位置停靠正确后, 翻转罐笼进行卡矸石。矿车翻卡复位后, 信号工启动绞车, 利用绞车制动闸开启、工作闸闭合的时间差, 启动驱动滚筒装置带动跑车将矿车带出罐笼。当矿车第一对轮对滚过边坡点后, 跑车与驱动滚筒上面安装的闭锁发生作用, 断开驱动滚筒的电源, 矿车利用自重和惯性继续向下运动。当矿车到达斜巷下口时, 由下口信号工停止绞车运转, 也可在下口轨道处装设闭锁, 使绞车自动断电停止, 等待第二次的循环操作。
4 改造效果
(1) 目前板集煤矿高位翻车机两套, 每套设备有25k W调度绞车各1台, 翻车装置各一套, 功率为9k W, 每天正常走钩按空转2h计算, 一年将节约电费3万多元。
(2) 人工费用:一个罐笼, 原来每个小班共需安排固定岗位工5人, 现需要3人, 每小班减少2人, 一个原班减少6人。1个月按30天计算, 工人工资按4000元/月计算, 1个月节省开资2万多元。
(3) 采用自动控制, 大大降低了设备损坏带来的维修费用。
5 结语
对现有翻矸设备进行改造, 不必增购自动化设备, 即可实现煤矿矸石翻卡自动化, 减少了人员设置, 节省了成本支出, 保障了安全生产。
摘要：对煤矿调度绞车和矿车运行进行改造, 以实现矸石拉运卡放出车的自动化, 达到减人增效、降低操作人员劳动强度、提高生产效率的目的。