定量装车控制系统（共4篇）
定量装车控制系统 篇1
一、概述
随着国民经济的发展, 为了减少工人劳动强度, 减少环境污染, 提高储运管理作业的效率和石油化工企业的整体效益, 以适应经济发展的需求。需装车转运的生产过程中的中间物料和成品物料如何快速高效的完成装车、降低人工成本、实现装车自动化日益显得十分迫切。石油化工企业迫切需求自动化程度高、安全可靠性好、便于操作维护的装车自动化系统, 借以实现生产及管理自动化、信息数据网络化、控制程序化, 并使计量达到商务交接标准。
本论文主要论述如何运用定量装车控制仪及PLC控制系统完成对整个火车栈桥装车系统的控制。
二、定量装车系统
定量装车系统由PC机、定量装车控制仪、通讯模块等组成, 由一台用于“集中管理”的PC机作为上位机, 安装在装车栈桥现场的若干台用于“分散控制”的定量装车控制仪作为下位机。下位机与上位机之间通过RS485通讯网络及相应的通讯协议来达到数据采集、装车管理和流程控制的功能。一台PC机能管理多台定量装车控制仪, PC机与局域网相连, 实现数据共享。在PC机上可以实现下位机与上位机之间通过RS485通讯网络及相应的通讯协议来达到数据采集、装车管理和流程控制的功能。
三、PLC控制系统在装车系统中的应用
PLC系统即逻辑可编程控制系统, 在最初主要应用于电力行业, 随着国际上各PLC系统产品生产大公司对其功能的完善, 其控制功能越来越强大, 在化工过程控制中得到了广泛的应用。化工产品在铁路发运过程中, 根据铁路安全管理规定, 对每具槽车均有安全充装范围的要求, 不允许超装也不允许欠装。因此在手工装车时代, 充装工人凭眼睛和经验判断充装量, 经常存在较大误差, 造成欠装和超装, 增加了二次装车或卸车的工作量, 同时增加了安全风险。为了降低工人的劳动强度及接触有毒化学品的安全风险, 大量新建的化工产品栈桥均上了控制系统, 实现了定量装车控制。现在用的定量装车控制系统大部分采用PLC系统+定量装车控制仪实现定量装车控制系统。应用定量装车控制仪对装车过程实现控制。应用PLC控制系统对整个站场储罐的液位、温度、压力及可燃/有毒气体浓度的检测, 对所有设备运行参数的检测与装车控制集中在一个系统内实现。
四、装车控制过程
火车槽车在铁路上与装车鹤位对应停好后, 装车工人先在现场手动操作将鹤管对入槽车充装口, 该鹤管内部包含液相管及气相回流管各一根。由于火车槽车的型号是固定的, 每个槽车的充装量也是一定的, 装车工人根据槽车的型号对每个鹤位在定量装车控制仪中设定好本次装运累计量的设定值, 对每个鹤位的上次充装累计量数据复位清零, 确认无误后启动装车泵、打开流量计后的电动球阀, 开始装车。现场定量装车控制仪将流量信号通过RS485通讯实时远程至上位机PLC, 上位机画面上将显示瞬时流量及累积流量。当定量装车控制仪中显示的累积流量与设定值相同时, 充装线上的电动球阀连锁关闭, 该槽车完成装车过程。当所有鹤位的累积量均达到设定值停止装车时, 关闭装车泵, 停止装车。每个鹤位上均安装有液位开关, 当液位到达液位开关所安装的位置时, 液位开关动作, 关闭流量计后的电动球阀, 防止累积量设定错误或流量计计量有误时造成溢出罐车的安全事故。
五、装车系统的安全设计
除了以上装车控制过程中所用到的必要操作及联锁外, 对于装车过程中的安全设计也不容忽视。设计中在每个装车鹤位上均安装有溢油保护器及静电接地夹, 溢油保护器和静电接地夹的状态引入定量装车控制仪, 当这两个信号任意一个出现异常状况时联锁关电动球阀, 停止装车。另外, 充装的介质多为易燃易爆或者有毒介质, 火车装车栈桥周围设置有可燃/有毒气体探测器并带有就地声光报警功能, 对泄漏在空气中的可燃/有毒气体含量进行检测, 检测信号远传引入上位机PLC控制系统中监测。当发生泄漏探测器发出声光报警, PLC系统将报警信号远传至现场定量装车控制仪, 现场定量装车控制仪联锁关闭电动球阀停止装车。
六、结论
以上内容是我对危化品火车装车栈桥定量装车系统的设计方案, 希望能为进行相关设计的工程人员以及设计方案提供有益的帮助。
摘要：本论文主要论述了危化品火车装车栈桥定量装车系统的设计, 定量装车控制仪及PLC控制系统在定量装车系统设计中的应用。
关键词：定量装车系统,定量装车控制仪,PLC
参考文献
[1]定量装车系统在沥青火车栈桥的应用。燕莎, 张强。《电子设计工程》。2012
[2]基于PLC的火车定量装车控制系统。陈丽, 薛海鸿, 王卫军。化工自动化及仪表。2010
定量装车控制系统 篇2
关键词：定量装车,快速装车,控制系统,控制策略,自动给料
0 引言
随着煤炭开采技术的不断提高以及年产量500万t大型矿井的不断涌现[1],煤矿企业对铁路装卸点的效率和占用机车车皮的时间提出了更高的要求。传统的基于轨道衡的计量方式[2]和基于人工或单片机顺序控制的控制手段已不能满足矿井快速精确装车的需求。鉴此,本文介绍一种铁路快速定量装车站控制系统的设计方案。快速定量装车站控制系统采用PLC技术、数字化仪表技术、高精度称量技术、现场总线技术及适应性控制策略,极大地提高了装车自动化程度。
1 快速定量装车站的组成和工艺流程
快速定量装车站主要由大型钢结构、装车机械设备、称重系统、液压系统、控制系统、软件系统等组成[3]。以下为装车工艺流程。
(1) 待装列车到站后,首先确定待装品种,启动初始静态计算软件,确定开启给煤机的台数及给煤量,启动输煤系统,所需煤种经输送带、过渡溜槽等运输后卸至装车站内的缓冲仓(容量为300 t),同时启动动态优化计算软件,根据缓冲仓煤位、列车装车情况及煤种自动调节变频给煤机,控制给煤量,形成闭环控制系统。
(2) 待缓冲仓煤位达到一定值后,开启缓冲仓下面的配料平板闸门,将煤放至定量仓中,定量仓内的称重传感器实时测量煤炭重量。当煤炭重量达到预定值时,关闭缓冲仓配料平板闸门,实现静态精确称重。
(3) 待车厢到位后,通过定量仓下的摆动式装车溜槽将首次定量的物料装入第一节车厢,溜槽的唇部自动将煤刮平,最终使煤成梯形堆积。
(4) 装完第一节车厢后,溜槽自动微抬,关闭闸门。
(5) 缓冲仓下的配料平板闸门自动打开,进行第二次配料称重循环作业。定量完毕后,匀速行驶的列车进入下一装车位置,此时放下装车溜槽并打开定量仓下的双翼滑动式液压无尘排料闸门,将煤装入第二节车厢。如此连续循环作业,实现快速准确装车。
(6) 列车继续匀速前进,直至装完最后一节车厢。之后溜槽自动提升到锁定位置上栓固定,打印机随即打印出包含空车重量、净煤重量和毛重量等数据的装车清单。
2 快速定量装车站控制系统的功能及配置
2.1 控制系统功能
(1) 通过PLC和各类开关完成SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制)功能。
通过传感器、继电器、辅助接点、限位开关、仪表等采集现场设备的状态并将其转换为满足PLC要求的开关量和模拟量输入信号。PLC实时扫描输入状态,并执行能够反映装车工艺流程和控制要求的预置程序,驱动继电器、接触器(控制各种电动机)、电磁阀(控制油缸动作)、变频器等执行相应指令。
(2) 通过工控机和相应软件实现HMI(Human Machine Interface,人机界面)功能。
工控机监测硬件状态,通过预置程序进行分析判断和数据处理,并将结果通过HMI以画面和图表的形式呈现给操作人员。
(3) 数据管理功能。
建立历史数据库,用于存储实时生产数据,为以后的数据分析以及事故诊断等提供数据。
2.2 控制系统配置
控制系统主要由主控PLC、上位软件平台、称重仪表、操作台、各类传感器和保护开关等组成,如图1所示。
主控PLC用于实现数据采集、逻辑判断及输出控制功能。本系统中PLC选用Allen-Bradly公司生产的Control Logix系列产品。上位机软件开发平台选用罗克韦尔公司推出的RSView32软件。称重仪表选用Mettlor-Toledo公司生产的高端称重仪表Jaguar。传感器选用美国STS公司生产的65058系列双剪切梁式称重传感器。为确保系统可靠运行,安装了各类输送带检测传感器,煤仓闸门接近和限位开关,车位判别光电开关,液压泵站压力传感器、液位传感器、温度传感器,缓冲仓点料位传感器、连续料位传感器。系统选用ControlNet 和AB Remote I/O现场总线通信方式,安装及维护简单,数据传输准确性和可靠性高。
3 快速装车控制策略
控制模型输入参数:装车速度为5 400 t/h;装车精度为单节车厢0.1%,整列0.05%;每列列车有60节车厢,每节车厢核定载煤量为62 t(本文以最大载煤量66 t计算),每节车厢长12.5 m,节间距为1.1 m。
3.1 定量装车控制策略
单节车厢的装车时间为
式(1)表明,系统要在44 s内完成定量仓卸空和重新配仓流程。
每节车厢前端进入装车范围时开始装车。装车溜槽可容纳8 t煤,在距车厢后端2 m时,定量仓已卸空并关闭闸门,开始下一次配仓,并在下一节车厢前端到达装车位置时完成一次配仓。配仓时间为
煤从缓冲仓闸门流出的速度为
式中:λ为放料系数,取决于散状物料的性质,洗精煤的放料系数为0.5;δ为缓冲仓经验补偿系数,缓冲仓煤量在40%～80%时δ=1,低于40%时δ=0.8,高于80%时δ=1.1,本文取δ=1;g为重力加速度,g=9.8 m/s2;R为闸门有效半径,对于方形闸门,
通过缓冲仓闸门的煤流量为
式中:γ为物料堆密度,精煤取γ=0.9;w0为闸口面积。
缓冲仓共有4个闸门,完全满足10 s内配仓的速度要求,但精度控制不佳,原因是称重传感器实际测量的是力而非重量。称重传感器的反馈重量为
式中:G为需要测量的煤炭重量;Fc为关于煤流速度和煤的粒度的一次函数。
由于煤流速度是一个定值,因此Fc是一个与质量成正比的函数。当煤处于静态时(即装入定量仓后),Fc=0。煤的质量越大,Fc越大,测得的实时重量误差也越大。试验中将30 t煤装入定量仓,上位机软件采集到的冲击曲线如图2所示。
从图2可看出,30 t煤装入定量仓时,由冲击产生的Fc造成了最大8 t的尖峰误差,在煤装入定量仓后经过几次震荡才反映出实际重量。因此在接近62 t上限时要尽量减小缓冲仓的放煤流量。本系统 采用分次关闭缓冲仓闸门的配仓控制策略,如图3所示。
装前37 t煤时,4个闸门全部打开,至37 t时关闭2个闸门,至52 t时关闭3个闸门,至60.8 t时关闭3.5个闸门,至61.8 t关闭所有闸门,关门过程中还有0.2 t煤放出,至此配仓结束。0.2 t提前量是对粒度为50 mm的洗精煤进行配仓试验得出的经验值。当煤的粒度改变时,该值需进行相应修正,修正系数为
式中:D为待装煤的粒度。
3.2 自动给料控制策略
给料控制即通过给定变频给煤机的频率来控制缓冲仓煤量,以保证装车的连续性。通过在钢结构4根主立柱上钻孔并安装应变检测传感器,大致得到缓冲仓煤量,煤量大小与变频给煤机的频率给定形成一个闭环控制,将煤量控制在40%～80%。给煤机的给定电流值为
式中:M为缓冲仓当前煤量。
4 工业性试验
按照快速装车控制策略进行了PLC及上位机编程,在装车站进行了工业性试验。上位机软件采集到的装车过程数据如图4所示。
从图4可看出,快速定量装车站可在10 s内按照预置吨数完成定量仓的配仓。由于列车牵引速度受限,定量仓的煤量会保持一段时间的稳定,缓冲仓煤量则呈波浪形,单节车厢的配仓误差小于0.05 t,满足精度设计要求。
5 结语
铁路快速定量装车站控制系统采用现场总线控制方式,通过合理的配置,实现了对整个装车过程的全面监控。试验结果表明,该系统所采用的定量装车及自动给料控制策略正确、可行,单节车厢及整列装车精度均小于0.1%,单节车厢装车时间小于45 s,实现了快速精确装车。
参考文献
[1]田长海,魏瑜,向泽伟,等.大秦线2亿吨运输能力若干问题的探讨[J].中国铁道科学,2004(1):115-119.
[2]宋军.2万t装车站设计探讨[J].山西建筑,2004(15):16-17.
[3]王学诚,张健.定量漏斗仓装煤站站场布置方式初探[J].铁道运输与经济,2003(11):22-23.
[4]康斌栋,王志新.基于PLC模糊控制软件的设计研究[J].机电一体化,2000(1):54-55.
利用远程控制实现大鹤管定量装车 篇3
近年来国内大型炼化企业为提高成品油的出厂能力, 纷纷进行火车装车自动化改造, 由原来的小鹤管手动装车形式改为大鹤管集中装车形式, 这种形式的优点是栈桥占地面积小, 设备投入少, 装车精度高, 劳动强度低, 便于控制与管理, 且利于油气回收等特点。
大鹤管远程控制定量装车是大型石化企业应用的一项新技术, 通过PLC系统实现了远程控制装车作业, 使大鹤管装车控制室与装车位相分离, 两者达到了事故状态下的有效安全距离, 为安全生产提供了有力的保障。
二、工作原理
上位操作站根据装车计划将装车信息下发到装车控制站。控制站控制牵引爬车进行槽车与鹤管的粗对位, 大鹤管自动定位系统 (或者手动对位) 实现大鹤管自动精确对位。预装油品经过装车泵、油品选择阀送至栈桥的装油集油管, 当鹤管降到最低位置时, 密闭盖已压紧槽车口, 电液控制阀打开一定开度, 进行小流量装车, 待油品液面淹没升降管出油口时, 电液控制阀以较大开度开启, 进行额定流量装车, 当质量流量计计量到预置值时, 关闭电液控制阀至一定开度, 以小流量装车, 待流量计计量至最终值时, 电液控制阀关闭, 完成一辆槽车装车。
工艺流程说明如下:
三、自动装车系统组成及功能:
1. 大鹤管装车控制系统
(1) 大鹤管装车控制系统描述
大鹤管装车控制系统是火车大鹤管装车系统的控制核心, 主要实现大鹤管装车自动计量、批量装车控制、安全监控和生产数据的自动管理和打印。
(2) 大鹤管装车控制系统构成
大鹤管装车控制系统由装车栈桥内的现场仪表设备、控制室内远程装车控制站组成, 远程装车控制站由PLC控制系统、装车操作电脑及配套软件、视频监控设备等三部分组成。
装车栈桥内的现场仪表设备主要由大鹤管系统、爬车系统、质量流量计、电液阀、气动切断阀、大鹤管手动防爆操作箱、防爆摄像机及云台、防溢油控制器、防静电控制器等组成。
PLC系统和现场仪表连接, 按照控制程序和操作人员的指令, 对小爬车、大鹤管和液压站进行控制, 同时能够控制装车阀门动作, 接收流量计信号, 接收静电和防溢信号, 实现定量装车功能。PLC控制系统采用通讯 (PROFBUS-RTU) 连接装车操作电脑, 接受来自装车操作电脑的命令, 远程控制现场大鹤管系统;同时将来自大鹤管系统装车状态和数据实时的传递给装车操作电脑, 完成人机交互功能, 实现远程装车。
控制室内视频监控设备包括控制矩阵、LCD显示器, 画面分割器和控制键盘等。其控制原理为:每套大鹤管通过栈桥内的三台摄像机监视大鹤管和小爬车的运行状态, 然后通过大鹤管PLC控制系统操作大鹤管和小爬车的动作。每台大鹤管通过三台摄像机观察现场情况, 一台安装在槽车底部侧后方, 用来观察小爬车运行, 采用广角镜头摄像机;另两台水平垂直安装在槽车罐口正上方, 来观察鹤管的动作和鹤管的精确对位。如图所示, 其中一号摄像机采用云台控制, 另两台同样采用广角镜头摄像机。
2. 大鹤管自动对位系统
大鹤管自动对位系统实现了火车大鹤管与槽车罐口自动对正位置功能。该系统与大鹤管定量装车控制系统相结合, 与装车控制系统同步运行。
自动定位系统包括:1个安装支架、4个激光传感器、专用导线、防爆解码器和PLC (和控制系统共用) , 鹤管初对位完成后, 当鹤管向前 (或者向后) 移动时, 雷达传感器检测探头和罐车之间的距离, 当4个激光探头同时检测到罐底时, 表明对位正确, 鹤管停止移动。
3. 大鹤管控制系统联锁功能
(1) 升降管高位行程开关闭合, 说明升降管处于高位, 小爬车才能动作。
(2) 小爬车动作时, 升降管不得下降。
(3) 接油斗高位行程开关闭合, 说明接油斗已经提起, 升降管才能下降。
(4) 升降管处于最低位、接油斗处于高位、油气控制阀门处于开通状态时, 主、限流管路的阀门才能开启。
(5) 装油管线自动控制阀门打开时, 鹤管和小爬车的任何动作都处于锁定状态。
(6) 装车时管道中油品无流速时报警并切断阀门, 进行联锁保护。
(7) 装车结束后系统自动提示操作人员进行爬车后退, 避免出现生产事故。
(8) 溢油信号报警并停止装车, 进行联锁保护。
(9) 自动对位没有完全结束或自动对位不准确时不能付油。
(10) 静电接地没有接好时不能付油。
(11) 装车过程中静电接地脱落或接触不良时报警并延时停止装车联锁保护。
(12) 装车结束后如静电接地夹不摘下爬车不能前进, 防止车体移动损坏设备。
4. 大鹤管安全保护系统
(1) 采用隔爆型安全电器元件, 解决了现场电器防爆问题, 保证了安全生产。
(2) 现场设有可燃气体报警器, 可随时对现场环境进行监测, 一旦超标便有报警提示。
(3) 现场设有消防系统, 在远程操作室内和现场均有控制按钮, 实现控制的双重保险。
(4) 在现场的集油管上设有紧急切断阀门, 遇有紧急情况, 可以在控制室内对阀门进行控制, 使得在事故状态下, 操作人员能够安全的、及时的切断油源。
(5) 阀门、爬车、鹤管、接油斗等重要设备都设有位置检测开关, 以保证系统在安全范围内运行。另外系统对每个动作同时采用时间限制策略, 以避免了误操作的发生。
结束语
大鹤管远程控制定量装车系统的运行不仅极大地减轻了员工装车的劳动强度, 提高了装车的安全性, 同时减少油品的挥发, 节约了能源, 保护了环境, 真正意义上实现了安全、环保、健康的理念。
参考文献
[1]油气储运设计手册[M].北京石油工业出版社.1997.
[2]《密闭浸没式外压大鹤管产品说明书》连云港远洋液体装卸设备有限公司.
[3]孙德利.火车自动装车控制系统的设计[J].石油化工自动化, 2008.
定量装车控制系统 篇4
1 原装车系统存在的问题
田庄选煤厂原装车系统为移动式胶带输送机装车系统。该系统主要由一台固定式胶带输送机和一台移动式胶带输送机组成。装车时通过调度绞车将车皮运至装车点下称量轨道衡上, 需要装几号仓就由岗位职工通过操作放仓按钮将精煤放至仓下固定式胶带输送机, 再通过溜槽转载至移动式胶带输送机, 进行多点装车, 如此反复直到整列车装完为止。整个装车过程需要放仓、操作胶带输送机、移动装车、绞车操作及装车计量等工序, 最少需要3人密切配合, 一般装完一节车皮大约需7 min。装车过程中由于人为因素, 往往会出现偏装偏载现象, 这种现象发生时, 需要进行人工平车。装车计量是人工截取, 人为干扰因素比较多, 经常会出现亏涨吨现象, 涨吨会造成铁路罚款, 亏吨会导致客户商务纠纷。这样的装车速度严重影响了田庄选煤厂的小时处理量, 偏装偏载及亏涨吨现象大大增加了选煤生产成本核算费用。
2 精确快速定量装车系统的结构和性能
2.1 精确快速定量装车系统的技术性能
缓冲仓容量:200 t;
称重仓容量:80 t;
装车能力:5 400 t/h;
称重精度:±0.1%;
装车精度:单车装车精度±0.1%, 整列车装车精度±0.05%。
2.2 精确快速定量装车系统原理及结构
精确快速定量装车站系统是将煤炭、矿石、粮食等散装物料快速精确装入火车、汽车中的大型计量装车系统, 它以大承载剪切梁传感器为计量基础, 通过控制称量仓入料闸门的开闭来控制物料称量精度。该系统通过对闸门的控制, 实现对连续动态行进中的列车一次或两次快速精确装载, 将物料按规定的重量连续自动称量并装入车辆系统中。装车系统主要包括装车全过程的各种运转、控制、保护、监测和显示设备装置, 是目前最为先进的煤炭及大宗物料装车系统。
装车系统主要由大型钢结构、称量系统、液压系统、电控系统、PLC控制系统、车辆自动识别系统等组成。
2.3 精确快速定量装车系统的主要系统
2.3.1 大型钢结构
精确快速定量装车站系统钢塔架结构复杂, 工作荷载大, 工作环境条件严酷, 是一套大型重载钢结构装车塔架, 是装车系统中的重要部分。钢结构采用优质钢材, 低温脆性满足低温环境要求。钢结构塔架由钢结构塔架本体、称量仓、缓冲仓等组成。
(1) 钢结构本体。钢结构塔架本体主要承载缓冲仓、称量仓、闸门、可伸缩滑移溜槽及其他设备的荷载, 缓冲仓及称量仓所装煤量的活动荷载, 同时, 还要承受地震荷载、风荷载、雪荷载等。
(2) 缓冲仓。缓冲仓容重为190 t, 体积为185 m3, 为圆柱—圆锥形结构, 仓下设四开闸门, 缓冲仓内料位用四个连续料位传感器与一个FT-11表实时显示, 以保证装车过程的连续性。
(3) 称量仓。称量仓用于精确计量, 仓容重为80 t, 体积为80 m3, 圆柱—圆锥形结构;仓下设一个排料口, 尺寸为1 525×1 525 mm, 用法兰与卸料闸门连接。仓体顶部设有两个排气通道, 以减缓物料快速进入时所产生的气流冲击。称量仓通过四个称量传感器与钢结构接触连接, 称量仓、称量传感器、钢结构之间均采用螺栓连接, 既保证了稳固性, 还可提高读数的精度。
(4) 装车溜槽。装车溜槽可以滑移伸缩, 其截面为1 940×2 340 mm的长方形。可适应C61、C62、C64、C70、C80、C100等系列车辆, 溜槽还包括一个平整段, 用以调整煤炭的装车高度, 并完成整形。
2.3.2 称重系统
称重系统包括4个Race Lake负载传感器、1个Race Lake 920i显示器和4个紧凑型传感器固定支座。
2.3.3 砝码标定系统
称重系统配置砝码校正装置, 配备10个重1t的标定砝码, 全液压提升, 以完成整个称重系统的标定。标定砝码经省级技术监督部门检定合格, 附检定合格证书。砝码的作用是定期校准称量仓的称重精度, 一般每半年校准一次。
2.3.4 液压系统
液压系统采用双泵双电机为各种闸门提供动力, 其中液压泵、电机设置备用泵、备用电机各一台, 还包括加热及冷却装置。当发生临时断电和液压泵失效时, 蓄能器的容量仍可完成一个工作循环, 使系统工作平稳、动作精确灵敏、安全可靠的运转。液压系统包括液压泵站, 控制阀站及蓄能器站, 液压油缸, 蓄能装置, 加热制冷装置几部分。
2.3.5 自动控制系统
自动控制系统对装车过程中所有设备进行检测和自动控制, 从给煤系统到装车站系统的所有设备、保护装置及检测装置等均纳入装车站的控制及检测范围。根据装车工艺及控制要求, 控制系统采用集中控制方式, 分为给煤控制、称重控制和装车控制三部分。在三个部分的控制中, 各个环节都在PLC的监控之下。控制方式有手动和半自动两种模式, 并可按需转换, 过程监控。
2.3.6 车辆识别系统
铁路车辆识别系统采用了微波射频技术、计算机技术和网络技术, 能够将采集到的车号数据进行处理后通过计算机网络传送到运输管理信息中心。该系统主要由电子标签、射频读出装置、编程器、车站控制与车号处理系统 (CPS) 和列检复示系统五部分组成。
3 精确快速定量装车系统的应用及改进
3.1 加装风力吹仓系统
该装车系统在田庄选煤厂投入使用后, 由于所装物料为炼焦精煤而不是设计中的动力煤, 炼焦精煤中浮选精煤粒度小, 水分相对较高, 造成了精煤装车时缓冲仓、称量仓不同程度的粘煤, 降低了装车速度。
为解决缓冲仓堵煤问题, 在快速装车站的适当位置安装了3 m3风包, 铺设风管至缓冲仓、称量仓, 实现“风力吹仓”。并将“风力吹仓”与缓冲仓、称量仓闸板放料操作联锁, 实现放料时自动风力吹仓, 装车过程无需人工参与捅仓操作, 减轻了职工的劳动强度, 实现了连续放料, 连续装车, 提高了装车效率。改造方式如图1所示。
3.2 解决复杂车型的装车问题
3.2.1 改进车辆基础信息录入内容
田庄选煤厂精煤车皮主要分为铁路用车和集团内部自备车, 同一列次车型混杂。如按照厂家设计车型进行装载, 造成部分路用车、集团内部自备车信息无法准确扫描, 所以必须改进车型基础信息录入系统。
更改后的车辆基础信息录入内容包括:列车序列号、车箱序号、车号、自重信息、标重信息。要求快装站操作人员按照车型、车号信息不同录入单个车皮标重信息, 改进后的车辆基础信息录入功能更加灵活, 完全满足田庄选煤厂复杂车型车辆信息录入、装载需要。
3.2.2 加设溜槽保护装置
由于各车皮高度不同, 因此装载时溜槽需适时调节其高度。安装调试前期, 操作人员不仅需观察称量仓内煤量、煤质变化、每节车皮装载位置、绞车运行情况, 而且要控制好溜槽高度, 过高或过低都会造成车皮前后偏装。运行前期, 由于操作人员提升溜槽延时, 频繁发生撞溜槽事故, 严重时液压缸下段溜槽四周高强螺栓全部切断, 溜槽下半部整个脱离。
为切实解决这一问题, 考虑安装防撞溜槽保护装置。根据现场情况, 防撞保护装置计划安装在溜槽右侧。由于集控室位于18、19道装车作业点两个伸缩溜槽的中间, 根据现场实际, 18道防撞保护装置安装在溜槽右前方, 19道安装在溜槽右后方, 便于操作人员在集控室内清晰地观察。防撞保护装置采用拆除的溜槽堵塞检测装置改装而成, 将内部行程开关的检测联杆由原来的50 mm延长到300 mm。装载车皮车帮与防撞保护联杆接触时, 行程开关动作信号传入PLC内部, 程序自动控制伸缩溜槽液压缸动作, 溜槽向上提升, 防止溜槽与车帮碰撞。安装使用现场如图2所示。
改造后近1 a的使用情况表明, 防撞溜槽保护装置起到了很好地保护伸缩溜槽的作用, 再未发生撞落溜槽影响生产的事故。
3.2.3 自主设计、加装平煤器
由于田庄选煤厂精煤装载后, 车皮内部精煤高度超出车帮较多, 每车都需要二次平整, 溜槽平整段使用频率高。装载后的车皮在绞车的推动下溜槽逆向平整的阻力加大, 平整段耐磨胶皮有时不到一天就出现变形、脱落的情况, 伸缩溜槽也不同程度地出现一侧倾斜, 需频繁提升溜槽调节液压缸比例阀, 纠正溜槽位置。另外, 溜槽在平整到接近下一车位置时, 需人工提前将其提起, 以防止溜槽撞到车帮, 这就造成每车右侧存在一个溜槽的位置不能进行平整, 从外观上看, 车皮内右侧高出左侧一个溜槽位置的煤, 不仅影响美观, 而且多次受到铁路部门“偏载”的质疑。
由于平整段安装在伸缩溜槽下部, 两段固定在一起, 因此平整段出现变形、脱落时直接影响装车过程中伸缩溜槽的行程控制, 进而影响装车效率, 加大更换维护工作量。另外, 平整后的精煤车皮达不到车皮平整要求, 高出车帮的物料存在高速行车时撒落的危险, 直接影响铁路行车安全。
为解决此难题, 选煤厂自行设计了具有固定式平整效果的平煤器 (见图3) , 采用直径165mm钢管与12 mm厚的钢板焊接, 安装在装车点前方钢梁两侧, 实现了装载后的车皮自动平整。改进后的平煤器安装牢固, 高度适宜, 平整效果好, 受到操作、维护人员的好评。
4 实施效果
实施改进措施后, 精确快速定量装车站在田庄选煤厂精煤装车系统的装车时间大幅度减少, 快速装车站最初投入使用时19道单车用时为:
改造后19道单车用时为:
整列车节约时间: (7.26 min-5 min) ×25车≈57 min
通过以上数据对比, 快速定量装车站在田庄选煤厂改造后比改造前单车快2 min, 每列车节约近57 min, 达到了快速定量装车站的设计要求。
5结语