煤礦快速定量裝車的改進措施

焦 強 李 佳

（1.河南理工大學，河南 焦作 454000；2.河南工業和信息化職業學院，河南 焦作 454000；3.河南千年冷凍設備有限公司，河南 焦作 454000）

1 裝車工藝現狀及存在的不足

各大煤場、大型碼頭等場合對快速定量裝車系統的需求迫在眉睫。經過調查研究，在企業中最常用的兩種裝車形式為軌道移動式裝車機裝車工藝和定量秤式裝車樓裝車工藝［1］。裝車樓裝車的特點是裝車系統固定，貨運車在裝車樓下定速移動，通過箕斗落煤進行裝車。

以上兩種裝車工藝在一定程度上滿足了運輸單位的需求，但某些環節的設計無法解決現場中的一些突發問題，仍然影響了煤炭的運輸效率［2］。存在的問題體現在以下幾個方面。

1.1 由于我國的列車車皮的規格不統一，因此當列車進站時，需要由專人抄錄車皮相關信息，再傳送到控制室，裝卸人員才能根據車皮裝載量控制裝卸速度。如遇到風雨等惡劣天氣，就會進一步增大抄錄信息的難度，嚴重影響了裝車的效率。

1.2 控制室裝卸人員控制裝載進度的手段較為單一，主要通過視頻監控和手動控制列車牽引裝置。這需要裝卸人員注意力高度集中，稍有疏忽，就會出現少裝或超載的情況。少裝，就得重復操作；超載，就得派專人進行二次卸煤。這些情況也加大了工人的工作量。

1.3 列車進入到煤倉下方后，列車移動和下煤倉落煤的速度不能保持一致，這會導致列車裝載不均勻，給地磅稱量造成錯誤的判斷，造成少裝，無法實現列車的最大裝載量。

2 對裝車系統改進的幾點設想

圍繞煤礦煤炭定量裝車系統存在的不足和缺陷，本文從以下幾個方面進行改進，力求改善目前的裝車現狀。

2.1 列車車號識別技術

我國鐵路貨運車皮存在著生產廠家不同，規格各異的現狀。如何實現不同車皮車號的準確識別是解決快速裝車的一個關鍵問題。

采用基于微波射頻技術的車號自動識別系統，代替人工抄錄列車車皮信息，實現了貨運車皮信息的準確識別，彌補了條形碼技術環境適應能力差、識別速度低的不足，為煤礦的裝車系統提供了準確的列車信息等實時基礎參數。

車號自動識別系統利用微波的特點，當裝載列車進入自動識別系統的讀取范圍內，車皮明顯位置上的電子標簽接收到微波信號并將部分微波轉換為工作電流，為射頻標簽內部電路供電，同時，將另一部分微波反饋回讀取設備。由裝載車輛無線標簽返回的信號包含負載車牌號和車輛的其他相關信息，通過以太網PC解碼，車載數字信息傳輸以后讀取裝置，并保存到數據庫中，完成了裝載車數量自動識別車輛。車號識別系統工作原理示意圖如圖1所示。

圖1 車號識別系統工作原理示意圖

2.2 自動配料與稱量技術

自動配料與稱量技術主要是控制緩沖倉在最短時間內往定量倉中準確配料與稱量，它的可靠性對裝車的精度起到了至關重要的作用。該環節控制對象主要包括緩沖倉閘門的開度、定量倉稱重傳感器。

電腦將掃描到的實際載重量作為參數發送給PLC，以稱重傳感器信號作為反饋信號，實時與目標值進行同步比對。采用PID調節的原則，通過控制緩沖倉逐步減小閘門的開度，控制煤炭的流量，當達到目標范圍時，自動關閉所控制的閘門。

2.3 車位判別技術

停車判別主要采用光電傳感器作為檢測元件，判斷列車的位置和列車間距，利用車廂自身，以阻止對光束的反射。由同步電路接通電路，以檢測物體的是否存在，同時將輸入電流轉換成光信號輸入到發射機，接收機根據接收到的光線強度對列車具體位置進行檢測。

根據列車車廂的不同，在運輸線兩側選擇3個裝車點，每個點安裝2組光電開關以便形成互補，判斷列車的位置反饋給系統，與下煤倉閘門形成閉鎖。如圖2所示，位置1處的光電開關控制C62，C64，C80車型的放料，位置2處的光電開關控制C63和C76車型的放料，位置3處的光電開關控制C70車型的放料。裝車開始時，系統調出由車號識別系統得到列車基本參數，以此為依據在1，2，3三個點中選擇一個點，作為檢測點檢測信號，當實際列車行進到一半時，該處光電開關動作，信號點閉合，下煤倉閘門打開，開始往車廂內放料。

圖2 車位判別光電開關位置

3 結語

通過改進車號識別等技術，一定程度上提高了裝車效率和裝車精度，但在一些故障或意外情況下的應急措施考慮依然欠缺。下一步需要將可能出現的故障狀態進行總結，設計出相應的應對措施，通過PLC、組態技術實現正常運行、故障檢測全自動化，達到真正的快速自動定量裝車效果。

［1］郭欣.全自動礦山鐵路裝車系統的設計與開發［J］.煤炭科學技術，2010，38（10）.

［2］陶全，單勇.調車絞車系統改造［J］.山東煤炭科技，2007（06）.