基于軌道衡動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集的翻車機(jī)系統(tǒng)動(dòng)作工藝優(yōu)化

于 娜

（秦皇島港股份有限公司第六港務(wù)分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

由于當(dāng)前翻車機(jī)系統(tǒng)動(dòng)作工藝未與軌道衡實(shí)時(shí)稱重?cái)?shù)據(jù)聯(lián)鎖，導(dǎo)致不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)軌道衡的設(shè)備故障、“運(yùn)煤車裝載虧噸”、“漏翻”、“凍煤”等異常情況，不能有效保證客戶利益。同時(shí)當(dāng)翻車機(jī)處于檢修狀態(tài)時(shí)，也存在翻車機(jī)司機(jī)誤操作導(dǎo)致機(jī)損事故，所有這些問(wèn)題需進(jìn)一步優(yōu)化翻車機(jī)作業(yè)系統(tǒng)。

1 總體思路

項(xiàng)目首先對(duì)秦皇島港煤三期翻車機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，分析軌道衡系統(tǒng)與翻車機(jī)系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的關(guān)聯(lián)特點(diǎn)，確定需聯(lián)鎖的各信號(hào)點(diǎn)位；然后制定技術(shù)方案，即軌道衡設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)通過(guò)硬線引入翻車機(jī)控制PLC 的從站，與軌道衡稱重?cái)?shù)據(jù)相關(guān)的聯(lián)鎖信號(hào)通過(guò)OPC 和光纖以太網(wǎng)引入翻車機(jī)控制PLC；隨后進(jìn)行軌道衡室電氣箱配盤、翻車機(jī)PLC 從站接線以及PLC 程序編寫、操作臺(tái)上位監(jiān)控界面開(kāi)發(fā)等工作；最后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作。

2 技術(shù)方案

煤三期ZGU-100-C 自動(dòng)軌道衡主要用于完成CD1、CD2（翻車機(jī)代號(hào)）線路入口進(jìn)重車稱重、出口稱空車的業(yè)務(wù)流程。CD1、CD2 軌道衡由12 m 機(jī)械秤體（機(jī)械秤體分3 節(jié)）、8 只HBM C16I C3 40 t 傳感器、4 只歐姆龍接近開(kāi)關(guān)、計(jì)量?jī)x表及軟件幾部分組成。其工作流程為每3 節(jié)車中2 節(jié)車為動(dòng)態(tài)稱量結(jié)果，1 節(jié)車有兩個(gè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)及靜態(tài)數(shù)據(jù)。

ZGU-100-C 自動(dòng)軌道衡系統(tǒng)軟件主要完成出入口重車、空車的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)稱量，系統(tǒng)稱量結(jié)果包括車序號(hào)、車型、車號(hào)、重量、靜態(tài)重量、速度、節(jié)時(shí)間等信息，最終的結(jié)果信息實(shí)時(shí)存入本地SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)將計(jì)量結(jié)果上傳到接口數(shù)據(jù)庫(kù)［表名：TXB_GDH_TEMP］中。本地軟件數(shù)據(jù)查看、查詢、手動(dòng)上傳功能，當(dāng)計(jì)量的數(shù)據(jù)沒(méi)有實(shí)時(shí)的上傳到接口數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，由操作人員手動(dòng)的完成數(shù)據(jù)上傳工作。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 煤三期軌道衡系統(tǒng)工作總圖

2.1 軌道衡設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

煤三期軌道衡計(jì)量?jī)x表采用接口型式為CAN 總線，CAN總線的基本特征是能與多臺(tái)上位機(jī)設(shè)備進(jìn)行通信。同時(shí)計(jì)量?jī)x表采用插板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，儀表可以插入開(kāi)關(guān)量板可與PLC 系統(tǒng)通信，當(dāng)計(jì)量軟件檢測(cè)到數(shù)據(jù)上傳未成功、車號(hào)未讀到、重量異常等情況時(shí)，軟件向儀表發(fā)送IO 控制命令，將狀態(tài)及時(shí)發(fā)送給PLC，方便監(jiān)控。同時(shí)計(jì)量軟件也能通過(guò)IO 口的輸入讀取到翻車機(jī)的PLC 信號(hào)，及時(shí)的知道車輛及翻車機(jī)的工作狀態(tài)。

軌道衡系統(tǒng)軟件可以自定義稱重報(bào)警值，同時(shí)在稱重系統(tǒng)中配有不少于8 個(gè)繼電器對(duì)異常稱重、零點(diǎn)漂移、車號(hào)丟失、上傳數(shù)據(jù)失敗等可進(jìn)行無(wú)源報(bào)警輸出。項(xiàng)目對(duì)其中的車數(shù)異常、通信故障、稱重超載、傳感器故障等4 個(gè)信號(hào)進(jìn)行無(wú)源報(bào)警輸出，敷設(shè)控制信號(hào)線到翻車機(jī)控制PLC 的從站（位于翻控室操作臺(tái)），開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)監(jiān)控畫面后，由翻控室操作臺(tái)司機(jī)對(duì)上述4 個(gè)軌道衡系統(tǒng)的關(guān)鍵狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。操作臺(tái)WINCC 上位監(jiān)控畫面設(shè)置“車數(shù)”、“超重”、“傳感器”且指示為綠色，“通信”指示為紅色時(shí)表示軌道衡設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常。

2.2 稱重?cái)?shù)據(jù)與翻車動(dòng)作聯(lián)鎖

為保障客戶利益，遇運(yùn)煤車裝載異常的狀況時(shí)應(yīng)及時(shí)反饋給客戶。翻凈率是客戶最為關(guān)心的數(shù)據(jù)之一，該數(shù)據(jù)來(lái)源于每節(jié)車皮翻卸前后的過(guò)衡噸，即“空車噸”和“重車噸”。因?yàn)檫M(jìn)港煤車均為C80 車型，每節(jié)車皮的“重車噸”數(shù)據(jù)基本一致，所以項(xiàng)目將“空車噸”數(shù)據(jù)引入到翻車機(jī)控制PLC 中，當(dāng)“空車噸”數(shù)據(jù)異常時(shí)，不允許翻車機(jī)做傾翻動(dòng)作。“空車噸”數(shù)值偏大的原因有兩種，一是由于“凍煤”等原因?qū)е碌拿禾糠恫粡氐祝哲囍袣埩裘禾枯^多；二是由于軌道衡設(shè)備稱重故障，出口衡數(shù)值偏大。

軌道衡計(jì)量結(jié)果上傳到接口數(shù)據(jù)庫(kù)［表名：TXB_GDH_TEMP］中。數(shù)據(jù)庫(kù)（IP 地址為192.168.36.100）與中控PLC（192.168.36.81）之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)已建立通信。為將軌道衡稱重信號(hào)引入到翻車機(jī)PLC，需將數(shù)據(jù)庫(kù)中的軌道衡計(jì)量結(jié)果傳送至中控PLC，然后通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳送至變電所（SS4）PC 室PLC，最后由變電所PC 室PLC 傳送至翻車機(jī)控制PLC。

以CD1 翻車線軌道衡“空車噸異常”信號(hào)傳輸和監(jiān)視為例，具體傳輸過(guò)程為：軌道衡本地SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)→接口數(shù)據(jù)庫(kù)→中控PLC →SS4 PLC 的DB120.DBX100.0 置“1”→SS4 PLC 的DB301.DBX26.2 置“1”→CD1 PLC 的DB301.DBX26.2 置“1”→CD1 PLC 的M92.1 置“1”→操作臺(tái)CD1 WINCC 上位畫面“軌道衡空車異常”指示為紅色。

操作臺(tái)上位畫面“軌道衡空車異常”指示為紅色時(shí)，翻車機(jī)傾翻動(dòng)作無(wú)效。此時(shí)需由翻車司機(jī)確認(rèn)故障原因，若為翻卸不徹底問(wèn)題，則切換到“翻車機(jī)大角度”模式，此模式下翻車機(jī)傾翻角度由正常作業(yè)時(shí)的145°增加到160°。存在翻卸不徹底的問(wèn)題時(shí)，翻車司機(jī)也可手動(dòng)操作，每個(gè)循環(huán)翻卸兩次。若為誤報(bào)“軌道衡空車異常”信號(hào)，翻車司機(jī)可點(diǎn)擊“異常封點(diǎn)”，對(duì)應(yīng)指示為紅色后，解除翻車機(jī)傾翻動(dòng)作與“軌道衡空車異常”的聯(lián)鎖，而后將誤報(bào)情況上報(bào)給軌道衡司衡員。

2.3 靠車板、壓車器動(dòng)作工藝優(yōu)化

為便于檢修時(shí)進(jìn)行各種試機(jī)動(dòng)作，翻車機(jī)設(shè)置有“翻檢驗(yàn)”模式。在“翻檢驗(yàn)”模式下，翻車機(jī)各機(jī)構(gòu)動(dòng)作可由翻車司機(jī)手動(dòng)操作，例如定位車前進(jìn)/后退、靠車板伸出/縮回、壓車器上升/下降、夾輪器夾緊/松開(kāi)等。由于“翻檢驗(yàn)”模式下完全由人工監(jiān)護(hù)操作，翻車機(jī)系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)之間相互聯(lián)鎖條件較少，在翻車司機(jī)“誤操作”時(shí)可能會(huì)造成一些安全問(wèn)題。以“翻檢驗(yàn)”模式下壓車器的動(dòng)作為例，若翻車機(jī)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上有運(yùn)煤車，在靠車板未推出到位的情況下，是能夠手動(dòng)操作壓車器向下動(dòng)作的。

項(xiàng)目利用軌道衡系統(tǒng)的稱重?cái)?shù)據(jù)，將“入口有重車”信號(hào)引入到翻車機(jī)PLC，在“入口有重車”時(shí)，“翻檢驗(yàn)”模式下壓車器向下動(dòng)作須與靠車板動(dòng)作聯(lián)鎖，即只有當(dāng)靠車板推出到位后，手動(dòng)操作壓車器向下，動(dòng)作才有效。

CD1 翻車線軌道衡“入口有重車”信號(hào)的具體傳輸過(guò)程為：軌道衡本地SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)→接口數(shù)據(jù)庫(kù)→中控PLC→SS4 PLC的DB120.DBX100.2 置“1”→SS4 PLC 的DB301.DBX26.3 置“1”→CD1 PLC 的DB301.DBX26.3 置“1”→CD1 PLC 的M92.3 置“1”→操作臺(tái)CD1 WINCC 畫面“入口有重車”指示為紅色。

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)優(yōu)化已經(jīng)在秦皇島港煤三期應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軌道衡設(shè)備24 h 全天候的監(jiān)控和煤三期軌道衡室的無(wú)人值守；能夠及時(shí)反饋“裝載虧噸”和“凍煤”等異常問(wèn)題，并予以妥善處置，維護(hù)客戶利益，提升客戶滿意度；利用軌道衡稱重?cái)?shù)據(jù)來(lái)對(duì)翻車機(jī)系統(tǒng)部分機(jī)構(gòu)的動(dòng)作進(jìn)行限制，提升了翻車作業(yè)的安全性。