選煤廠自動定量裝車系統監控平臺設計

郭華樓

(西山煤電(集團)公司 屯蘭選煤廠， 山西 太原 030200)

0 引言

煤炭的裝載與運輸經歷了人挑肩扛、汽車運輸、船舶運輸、列車運輸的過程。隨著煤炭裝載和運輸效率的不斷提高，已由粗放型向精細型轉變。裝載過程中的自動化、精確性及安全性是當下關心的問題[1-2]。目前自動定量裝車系統已廣泛地應用于選煤廠、選煤廠的物料、煤料裝車。該裝車系統監控平臺能實現裝車全過程監控，實時監控和顯示裝車系統設備的運行狀態、故障信息等，為自動定量裝車操作人員及時掌握裝車系統信息提供了方便，也為技術人員解決問題提供了便利[3-4]。本文針對選煤廠自動定量裝車系統過程存在的問題，設計了自動定量裝車系統監控平臺。

1 總體設計

選煤廠的自動定量裝車系統的監控平臺總體設計框架如圖1所示。PLC主控制器與監控平臺之間以CAN通信方式完成數據的交互。監控平臺由監測類數據和控制類數據兩個模塊組成。

圖1 監控平臺總體設計框架

1) 監測類數據模塊。該模塊主要完成自動定量裝車系統的數據實時顯示，主要顯示的數據類別有傳感器類數據，如監測帶式輸送機速度的速度傳感器、溫度傳感器、撕裂傳感器，監測緩沖倉的料位傳感器，監測定量倉的稱重傳感器，監測裝車溜槽的位移傳感器，以及監測待裝類車的聲光傳感器、超聲波物位傳感器等。顯示的指示燈類數據有給煤機運行/停止指示燈、帶式輸送機運行/停止指示燈、緩沖倉閘門開/關指示燈、定量倉閘門開/關指示燈、待裝列車到位指示燈等。顯示的故障類數據主要有傳感器故障、給煤機故障、帶式輸送機故障、變頻器故障等。顯示的報警類數據主要有傳感器限位報警、給煤機電動機報警、緩沖倉閘門報警燈等。顯示的參數類數據主要有系統電壓、系統電流、裝煤料總量等。顯示的輸入/輸出數據主要是PLC主站控制器、PLC分站控制器的輸入/輸出點，如控制按鈕輸入點、給煤機啟動或停止輸出點、緩沖倉閘門控制輸出點、裝車溜槽輸出點等。顯示的模擬量數據主要有溫度傳感器采集到的模擬量、速度傳感器采集到的模擬量、稱重傳感器采集到的模擬量等。

2) 控制類數據模塊。該模塊主要包括一鍵啟動、一鍵停止、急停、采煤機啟動/停止控制、帶式輸送機啟動/停止控制、緩沖倉閘門控制、定量倉閘門控制、裝車溜槽控制、列車牽引控制等。

2 數據通信定義

PLC主站控制器與監控平臺之間以CAN通信方式實現數據和控制指令的傳遞。采用CAN2.0B協議，設置傳輸速率為250 kbit/s，幀格式為標準幀格式，監控平臺的節點號為2[5-6]。PLC主站控制器與監控平臺的CAN通信協議格式定義見表1所示。

表1 PLC主站控制器與監控平臺CAN通信協議格式定義

表2給出了CAN通信協議中給煤機狀態的具體物理意義，0X01表示給煤機的電源信號，0X02表示給煤機的故障信號，0X03表示給煤機的運行信號。CAN通信協議中的帶式輸送機狀態、閘門電動機狀態、牽引電動機狀態的具體物理意義同給煤機狀態物理意義的標示基本相同，這里不再贅述。

3 監控平臺的實現

用于選煤廠的自動定量裝車系統監控平臺如圖2所示。監控平臺一共分為6個畫面，即主控制畫面、傳感器數據畫面、給煤機畫面、帶式輸送機畫面、故障報警畫面及歷史查詢畫面。另外，還包括待裝類車全部信息的打印功能。在監控平臺的主控制畫面中動態顯示了緩沖倉、定量倉及裝車溜槽在裝載煤料時的效果圖，實時顯示了在裝車過程中待裝列車的勻速移動過程，并著重標示了緩沖倉閘門的四級聯動過程、定量倉閘門的二級聯動過程。在主控制畫面中又顯示了待裝車廂的基本信息，包括操作人員、車廂編號、車型、車號、待裝車輛的自重、額定載重等。顯示的信息還包括給緩沖倉、定量倉閘門提供動力的1#油泵、2#油泵啟動/停止狀態。在主控制畫面的左側顯示了緩沖倉/定量倉當前的裝料質量一級料位位置。在主控制畫面的右下角為自動定量裝車系統的一鍵啟動、一鍵停止及急停控制輸入，通過觸動該3個控制按鈕，可實現自動定量裝車系統的自動化過程;點擊主控制畫面下方的“傳感器數據”、“給煤機”、“帶式輸送機”、“故障報警”、“歷史查詢”可轉入對應畫面。點擊主控制畫面下方的“打印”，可實現待裝過程全部數據信息的打印。

表2 監控平臺給煤機狀態物理意義

圖2 監控平臺主畫面

4 結論

本文設計的選煤廠自動定量裝車系統監控平臺，不僅提高了現有選煤廠自動定量裝車的生產效率，還提高了自動定量裝車精度及裝車質量。另外，設計的用于選煤廠的自動定量裝車系統更有利于實現裝車系統的智能化生產，減少裝車系統工作人員的數量，降低發生事故時的人員傷亡，促進選煤廠裝車系統的高速建設和發展，提高我國選煤廠裝車系統在國際上的競爭力，在經濟發展及社會發展方面都有著重要的理論和實際意義。