呂臨選煤廠全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王欽浩

(霍州煤電集團(tuán) 呂臨能化有限公司，山西 呂梁 033000)

呂臨選煤廠全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王欽浩

(霍州煤電集團(tuán) 呂臨能化有限公司，山西 呂梁 033000)

為了解決原裝車計(jì)量系統(tǒng)存在的工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、數(shù)據(jù)時(shí)效性差的問題，呂臨能化公司選煤廠結(jié)合自身特點(diǎn)，將衡器稱重技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)處理技術(shù)、多媒體視頻監(jiān)控技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)融合為一體，研發(fā)出一套全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)。生產(chǎn)實(shí)踐表明：該系統(tǒng)能夠提高裝車、過磅效率和準(zhǔn)確性，可以優(yōu)化人力資源配置，實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)及時(shí)共享，有助于企業(yè)對(duì)進(jìn)出廠物資進(jìn)行有效監(jiān)控和科學(xué)管理。

全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)；數(shù)據(jù)時(shí)效性；勞動(dòng)強(qiáng)度；作業(yè)環(huán)境

呂臨能化公司選煤廠隸屬于霍州煤電集團(tuán)，是一座處理能力為10 Mt/a的煉焦煤選煤廠。該選煤廠于2014年5月投產(chǎn)，入選原煤為公司所屬礦井原煤和部分外購(gòu)原煤，原煤煤質(zhì)特征為：9#原煤Ad<28.00%、St<2.32%；5#原煤Ad<34.00%、St<0.65%。主導(dǎo)產(chǎn)品為低灰高硫(Ad≤9.50%、St≤2.00%)和高灰低硫(Ad≤13.00%、St≤1.00%)的1/3焦精煤，副產(chǎn)品包括中煤(Qnet.ar≥16.74 MJ/kg)和煤泥(Qnet.ar≥10.46 MJ/kg)；精煤作為煉焦原料銷往國(guó)內(nèi)各大鋼廠或焦化廠，中煤、煤泥作為電廠的發(fā)電原料。

自投產(chǎn)以來，該選煤廠裝車計(jì)量系統(tǒng)就存在以下問題：進(jìn)出廠煤炭的種類多、數(shù)量大，且全部采用汽車運(yùn)輸，人工過磅效率低，車輛排隊(duì)等待、堵路等現(xiàn)象頻繁發(fā)生；人工裝車過磅，需要崗位工24 h在崗，勞動(dòng)強(qiáng)度大，運(yùn)營(yíng)成本高，管理難度大，工作環(huán)境惡劣；現(xiàn)場(chǎng)裝車過磅采用人工監(jiān)管，管理手段單一，易發(fā)生盜煤?jiǎn)栴}；磅房與裝卸車點(diǎn)相互獨(dú)立，不便于集中管理和監(jiān)督，易發(fā)生多裝、少裝、誤裝、誤卸等問題，且數(shù)據(jù)時(shí)效性、準(zhǔn)確性差[1-7]。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)代煤炭企業(yè)對(duì)裝車計(jì)量系統(tǒng)的高效性、準(zhǔn)確性及計(jì)量數(shù)據(jù)的時(shí)效性提出新的要求。為了提高裝車計(jì)量系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和可靠性，優(yōu)化資源配置，呂臨能化公司選煤廠結(jié)合自身實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出一套全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)。

1 設(shè)計(jì)思路

針對(duì)該選煤廠裝車計(jì)量系統(tǒng)存在的問題，將12臺(tái)汽車衡、6個(gè)門房、6個(gè)裝車點(diǎn)及1個(gè)原煤卸煤點(diǎn)通過衡器稱重技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)處理技術(shù)、多媒體視頻監(jiān)控技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)融合，設(shè)計(jì)出一套安全、可靠、高效的自動(dòng)化無人裝車計(jì)量系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)廠、稱重、裝卸車、離廠全過程的無人化和自動(dòng)化。

車輛進(jìn)廠時(shí)門房根據(jù)票據(jù)信息(包括司機(jī)姓名、車牌號(hào)、運(yùn)輸煤種、所屬單位、有效載重)為其發(fā)放信息卡，在刷卡、稱重信息顯示穩(wěn)定后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)量車輛數(shù)據(jù)，并將相關(guān)信息上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)；裝車點(diǎn)的程序自動(dòng)識(shí)別、確認(rèn)卡中信息，并在系統(tǒng)界面顯示能否裝卸車的提示，在信息得到確認(rèn)后自動(dòng)定量裝卸車點(diǎn)的道閘開啟，相關(guān)車輛開始裝卸煤；車輛至出廠磅房計(jì)量數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算其凈重，在門房刷卡、打票后離廠。

2 全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)

全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)(圖1)由計(jì)算機(jī)控制中心、汽車衡稱重系統(tǒng)、定量裝車系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)、車輛通行指示系統(tǒng)及語音提示系統(tǒng)等組成[8]，通過各系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)分煤種有序卸車及定量裝車，并自動(dòng)計(jì)量相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖1 全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2.1 系統(tǒng)組成

(1)硬件結(jié)構(gòu)。全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)硬件構(gòu)成包括網(wǎng)絡(luò)貨物攝像機(jī)、監(jiān)控硬盤、道閘、車輛檢測(cè)器、車輛定位裝置、I/O卡、控制柜、UPS、讀卡器、轉(zhuǎn)換器、發(fā)卡器、交換機(jī)、控制柜、上位機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、光纖收發(fā)器、光纖終端盒、單模4芯光纖等，各設(shè)備儀器根據(jù)需要選擇。

(2)軟件結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)軟件構(gòu)成包括終端稱重管理軟件、裝車站管理系統(tǒng)、門崗管理軟件、中心數(shù)據(jù)管理軟件、視頻管理軟件、服務(wù)器系統(tǒng)軟件、SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[9-10]。該系統(tǒng)基于Windows 2008 sever 5生成操作界面，具有簡(jiǎn)單、易懂的特點(diǎn)，一般人員可直觀的對(duì)界面進(jìn)行操作；此外，軟件界面也可根據(jù)用戶使用習(xí)慣或?qū)嶋H需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2 系統(tǒng)功能

全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)將門房、磅房、裝卸車點(diǎn)融合為一個(gè)整體，具備數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、數(shù)據(jù)匯總等功能，具體如下：

(1)通過車輛信息卡對(duì)車牌自動(dòng)識(shí)別，可對(duì)待裝車輛刷卡信息中的產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別，并與本站產(chǎn)品的信息對(duì)比，然后在系統(tǒng)界面進(jìn)行提示。

(2)通過紅綠燈信息自動(dòng)指示車輛上下秤臺(tái)，并通過設(shè)定車輛的最小質(zhì)量值自動(dòng)判斷秤臺(tái)是否有車輛。

(3)具有預(yù)置車輛皮重而只需稱量其毛重的一次稱重功能，也具備稱量車輛毛重(或皮重)而后稱量其皮重(或毛重)的二次稱重功能。

(4)自動(dòng)通過語音提示指導(dǎo)車輛完成稱重過程，根據(jù)車輛類型和稱重?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算車輛載荷，進(jìn)而完成定量裝車。

(5)通過實(shí)時(shí)質(zhì)量波形曲線對(duì)車輛稱重的整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)控和記錄，在保存其質(zhì)量的同時(shí)抓拍當(dāng)前車輛的質(zhì)量波形曲線圖，以備將來查詢。

(6)可以在進(jìn)廠車輛數(shù)量系統(tǒng)設(shè)定報(bào)警值，實(shí)時(shí)顯示進(jìn)廠車輛總數(shù)，在其達(dá)到限定數(shù)量后，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

(7)具有不同的視頻在線監(jiān)控功能，即4路視頻監(jiān)視、稱重現(xiàn)場(chǎng)圖片抓拍、24 h不間斷錄像等功能，能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管水平。

2.3 技術(shù)特點(diǎn)

(1)裝車與過磅效率高、準(zhǔn)確性高，可以有效避免因裝卸車、過磅不及時(shí)造成的車輛排隊(duì)、堵路現(xiàn)象，也解決了誤裝問題。

(2)磅房和裝車點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無人值守，僅需在出入門房各安排1人收發(fā)信息卡，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，工作環(huán)境得到改善，人力資源得到優(yōu)化配置。

(3)實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝車、過磅全過程的視頻監(jiān)控，能夠堵住裝車計(jì)量中的漏洞。

(4)計(jì)量數(shù)據(jù)納入計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，時(shí)效性和準(zhǔn)確性均較高，可為生產(chǎn)、運(yùn)銷部門決策提供準(zhǔn)確信息。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)分為原煤和產(chǎn)品兩部分，通過SQL Server、服務(wù)器和光纖網(wǎng)絡(luò)將原煤空(重)車計(jì)量磅房、產(chǎn)品空(重)車計(jì)量磅房、裝卸車點(diǎn)及門房數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，使查詢管理終端與各管理終端通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

3.1 工作流程

(1)產(chǎn)品部分。車輛進(jìn)廠時(shí)司機(jī)在2#門房提交運(yùn)煤票據(jù)信息，門衛(wèi)根據(jù)票據(jù)信息將其分配在不同的裝車點(diǎn)；制卡后司機(jī)根據(jù)語音、LED屏、紅綠燈等提示信息在空車磅房計(jì)量空車數(shù)據(jù)，然后在指定的裝車點(diǎn)裝車；裝車后在重車磅房計(jì)量重車數(shù)據(jù)，然后在3#門房打印票據(jù)、交卡出廠。

(2)原煤部分。該選煤廠有固定車輛運(yùn)輸原煤，提前錄入此類車輛信息，并將信息卡分發(fā)給各司機(jī)，此卡長(zhǎng)期有效。運(yùn)煤車輛進(jìn)廠時(shí)司機(jī)在原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)重車磅房刷卡，根據(jù)語音、LED屏、紅綠燈等提示信息，在原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)磅房計(jì)量重車數(shù)據(jù)，再在對(duì)應(yīng)的卸車點(diǎn)卸煤，隨后到原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)空車磅房計(jì)量空車數(shù)據(jù)，并自動(dòng)打印相關(guān)票據(jù)、出廠。全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)工作流程如圖2所示。

圖2 全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)工作流程

3.2 車輛自動(dòng)計(jì)量流程

司機(jī)在磅前ID讀卡處刷卡，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別車輛信息，在信息得到確認(rèn)后磅前道閘起桿，通過語音提示車輛上磅；地感線圈感應(yīng)到車輛上磅后道閘落桿，紅外對(duì)射裝置對(duì)其進(jìn)行定位，在車輛穩(wěn)定后自動(dòng)稱重；稱重結(jié)束后道閘起桿，通過語音提示車輛下磅，地感線圈感應(yīng)到其下磅后道閘落桿，車輛稱重過程完畢。車輛自動(dòng)計(jì)量流程如圖3所示。

圖3 車輛自動(dòng)計(jì)量流程

4 結(jié)語

全自動(dòng)計(jì)量裝車系統(tǒng)于2014年10月在呂臨選煤廠投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了原煤進(jìn)廠、產(chǎn)品外運(yùn)全過程的無人值守和自動(dòng)控制。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，裝車效率和過磅準(zhǔn)確性均得到提高，投入應(yīng)用后有效改善了操作人員的工作環(huán)境，并使其勞動(dòng)強(qiáng)度降低，同時(shí)堵住了裝車計(jì)量過程中的漏洞，且實(shí)現(xiàn)了計(jì)量數(shù)據(jù)及時(shí)共享，這有助于管理人員對(duì)進(jìn)出廠物資進(jìn)行有效監(jiān)控與科學(xué)管理。

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Design and application of the fully-automatic truck-loading weighing system at Lyulin Coal Preparation Plant

WANG Qin-hao

(Lyulin Coal Preparation Plant of Yyulin Energy and Chemical Co., Ltd., Huozhou Coal & Electricity Group, Lyuliang, Shanxi 033000, China)

The truck loading weighing system originally used suffers from the drawbacks of being low in efficiency, high in labor intensity, poor in working condition and data timeliness. To avert this situation, in the light of the specific conditions, an all-automatic weighing system has been developed through integrating the weighing, computer network communication, database processing, multi-media video monitoring and automatic control technologies. Practice shows the use of the system has led to higher loading and weighing efficiency and accuracy and optimized allocation of human resource, and makes it possible to realize sharing of measured data in a timely manner, helpful to the effective monitoring and scientific management of the goods coming into and out of the plant.

fully-automatic loading weighing system; data timeliness; labour intensity; working environment

1001-3571(2016)05-0073-04

TD948.9

A

2016-09-29

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.020

王欽浩(1965—)，男，山西省平遙縣人，工程師，從事煤炭生產(chǎn)與管理方面的工作。

E-mail：462508178@qq.com Tel：0358-4550888

王欽浩.呂臨選煤廠全自動(dòng)裝車計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 選煤技術(shù)，2016(5)：73-76.