有圓形堆取料機遠程操作系統的研究

張旭飛　周鐵梁　張凓栗

摘 要：圓形堆取料機屬于重型工業設備的一種，其工作環境相對密閉，且存在一定的粉塵與有害氣體，對設備操作人員的安全與健康會有一定的影響，遠程操作便可以很好的解決這一問題。此外，隨著工業經濟的迅猛發展，圓形堆取料機廣泛應用于港口、冶金、焦化、火力發電等行業，遠程操作也可以更好的提高工業生產的自動化水平，滿足行業發展的需要。因此，在工業計算機技術高速發展的今天，圓形堆取料機遠程操作也是行業發展的必然趨勢。

關鍵詞：圓形堆取料機；遠程操作；系統

近年來，隨著工業網絡通訊技術、檢測識別技術以及工業監控等技術的快速發展，越來越多的重型工業設備的生產面貌發生著變化，逐步向著更可控、更穩定、更安全、更高效、更環保的方向邁進。其中大型全封閉圓形堆取料機自上個世紀70年代產生以來，經過幾十年的不斷完善，已經廣泛應用于電力、建材、化工、礦山、碼頭、煤炭、糧食等行業物料存儲與輸送，其安全性與可靠性已經得到眾多行業業績的證明[1]。

同時，在科學生產力水平不斷發展的今天，人們對圓形堆取料機工業自動化程度也在不斷提出新要求，而遠程操作系統便是其中的重要組成部分之一。遠程操作系統不僅可以讓設備操作人員遠離惡劣的工作環境，也可以更好的節約人力成本，提高生產效率。因此，圓形堆取料機遠程操作也是行業發展的必然趨勢，也是當今研究的重點與難點。本文分別從以下幾個方面對圓形堆取料機設備的遠程操作進行論述：

（1）遠程操作系統的提出

（2）遠程操作系統的硬件組成

（3）遠程操作系統的控制方式

（4）遠程操作系統的發展趨勢

1 遠程操作系統的提出

目前，圓形堆取料機的操作方式主要以操作人員在設備上面的司機室里面進行操作為主，而輸送的貨物以煤炭、礦石以及化學制品等居多。當設備處于工作狀態時，環境中存在許多的粉塵或者一些有毒害的氣體。惡劣的工作環境將會對操作人員的身體健康產生一定的影響。為了保障操作人員的人生健康安全，從而提出對設備進行遠程操作。此外，一套安全可靠的遠程操作系統不僅僅可以改善操作人員的工作環境，還可以減少人力成本，提高生產效率。因此，遠程操作系統也是設備使用者的迫切需求。

2 遠程操作系統的硬件組成

2.1 光纖通訊技術

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質將信息從一處傳至另一處的通訊方式。其通訊的原理是在發送端首先把要傳送的信息變成電信號，然后調制到激光器發出的光束上，使光的強度隨電信號的頻率變化而變化，并通過光纖發送出去；在接收端，檢測器收到光信號把它變成電信號，經解調后恢復原信號。

由于其具有頻帶寬、容量大、抗電磁干擾能力強，因此，遠程操作系統主要采用光纖來進行通訊。

2.2 超聲波料位計與工業攝像機

遠程操作系統中，為確保設備的安全，防止設備與料堆相撞，實時測量設備與料堆的距離顯得尤為重要。超聲波料位計不僅具有簡單經濟的優點，安裝維護上也比較方便，因此在設備上采用超聲波料位計來進行料堆位置的測量，測得更加精確的數據傳至PLC，供控制系統使用。除了料位計，機上還安裝有許多進口的編碼器、接近開掛、機械開關等傳感器，實時反饋設備的工況并做相應的保護。此外，利用工業電視采集的視頻信號，通過光纖傳至控制室，將料場內的實際工況顯示在大屏幕上，從而進一步確保生產的安全、穩定與可靠。

2.3 PLC與上位機硬件系統

在遠程操作系統中，中央控制室內有一套上位機系統，可以對機上的PLC系統進行實時的監控。此外，控制室內內還包含一套操作臺，并發送相應的控制命令至機上的PLC系統，對設備進行遠程控制。機上的PLC系統主要用于對設備進行控制，接收主PLC發來的指令，并將運行狀態反饋給主PLC。

2.4 遠程操作系統結構簡圖

3 遠程操作系統的控制方式

圓形堆取料機的操作方式分為就地操作、司機室操作以及遠程操作三種操作方式。當設備進行檢修時，需將操作臺上的模式選著選擇旋鈕旋至就地模式，檢修人員可以在就地操作箱內操作設備。當設備進行正常工作時，如果操作人員在堆取料機司機室內操作，則將旋鈕旋至司機室操作，操作人員即可在司機室內的操作臺上對設備進行操作。如果操作人員在中央控制室，則需要將旋鈕旋至遠程模式，此時操作人員可以在中央控制室對設備進行操作。上述三種操作模式之間均有連鎖，即選用一種操作方式之后，其它的操作方式下的控制命令均為無效命令，這樣可以確保設備運行的安全與可靠。除此之外，在工控機的監控畫面上有堆取料機各機構實時的角度、位置、電機的電流以及完善故障報警，再加上工業電視的視頻顯示，進一步確保操作的安全性與可靠性。

4 遠程操作系統的發展趨勢

目前，隨著通訊技術的日益成熟，傳感技術的不斷創新，圓形堆取料機的遠程操作的應用越來越廣泛，中原普光圓形堆取料機、煙臺萬華熱電圓形堆取料機、青海鹽湖鎂業圓形堆取料機等設備相繼開始使用遠程操作。在安全、穩定、可靠的前期下，圓形堆取料機的遠程操作將朝著全自動無人值守的方向發展，堆取料機也將更加的智能化，可以直接對工作任務進行識別，并作出相應的控制命令。操作人員不必進行繁瑣的操作僅僅只需將工作任務輸入，設備即可自行開始工作，直至任務完成，不僅大大節約了人力成本，也讓工作效率得到相當大的提高，這將會是圓形堆取料機遠程操作發展的必然趨勢。

參考文獻：

[1] 王清和，遲繼鋒. 圓形料場系統在煤炭儲運行業的應用與推廣[J]. 西北煤炭. 2007（03）：21-24.

[2] 張澤榮.可編程序控制器原理與應用[M].北京：北京交通大學出版社， 2004：103-121.

[3] 呂明薈，李毅民.斗輪堆取料機的發展趨勢[J].港口裝卸. 2008（02）：21-23.