選煤廠自動定量裝車系統(tǒng)監(jiān)控平臺設計

張健

摘要：煤炭的裝載與運輸經(jīng)歷了人挑肩扛、汽車運輸、船舶運輸、列車運輸?shù)倪^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(zhuǎn)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。目前自動定量裝車系統(tǒng)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(tǒng)監(jiān)控平臺能實現(xiàn)裝車全過程監(jiān)控，實時監(jiān)控和顯示裝車系統(tǒng)設備的運行狀態(tài)、故障信息等，為自動定量裝車操作人員及時掌握裝車系統(tǒng)信息提供了方便，也為技術人員解決問題提供了便利。本文針對選煤廠自動定量裝車系統(tǒng)過程存在的問題，設計了自動定量裝車系統(tǒng)監(jiān)控平臺。

關鍵詞：選煤廠;自動定量裝車;監(jiān)控系統(tǒng)

1 總體設計

選煤廠的自動定量裝車系統(tǒng)的監(jiān)控平臺總體設計框架如圖1所示。PLC主控制器與監(jiān)控平臺之間以CAN通信方式完成數(shù)據(jù)的交互。監(jiān)控平臺由監(jiān)測類數(shù)據(jù)和控制類數(shù)據(jù)兩個模塊組成。

1） 監(jiān)測類數(shù)據(jù)模塊

該模塊主要完成自動定量裝車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時顯示，主要顯示的數(shù)據(jù)類別有傳感器類數(shù)據(jù)，如監(jiān)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(jiān)測緩沖倉的料位傳感器，監(jiān)測定量倉的稱重傳感器，監(jiān)測裝車溜槽的位移傳感器，以及監(jiān)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)類數(shù)據(jù)主要有系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)電流、裝煤料總量等。顯示的輸入/輸出數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通信定義

PLC主站控制器與監(jiān)控平臺之間以CAN通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制指令的傳遞。采用CAN2.0B協(xié)議，設置傳輸速率為250 kbit/s，幀格式為標準幀格式，監(jiān)控平臺的節(jié)點號為2[5-6]。PLC主站控制器與監(jiān)控平臺的CAN通信協(xié)議格式定義見表1所示。

表2給出了CAN通信協(xié)議中給煤機狀態(tài)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(xié)議中的帶式輸送機狀態(tài)、閘門電動機狀態(tài)、牽引電動機狀態(tài)的具體物理意義同給煤機狀態(tài)物理意義的標示基本相同，這里不再贅述。

3 監(jiān)控平臺的實現(xiàn)

用于選煤廠的自動定量裝車系統(tǒng)監(jiān)控平臺一共分為6個畫面，即主控制畫面、傳感器數(shù)據(jù)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(jiān)控平臺的主控制畫面中動態(tài)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(lián)動過程、定量倉閘門的二級聯(lián)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(tài)。在主控制畫面的左側(cè)顯示了緩沖倉/定量倉當前的裝料質(zhì)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(tǒng)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(xiàn)自動定量裝車系統(tǒng)的自動化過程;點擊主控制畫面下方的“傳感器數(shù)據(jù)”、“給煤機”、“帶式輸送機”、“故障報警”、“歷史查詢”可轉(zhuǎn)入對應畫面。點擊主控制畫面下方的“打印”，可實現(xiàn)待裝過程全部數(shù)據(jù)信息的打印。

4 結論

本文設計的選煤廠自動定量裝車系統(tǒng)監(jiān)控平臺，不僅提高了現(xiàn)有選煤廠自動定量裝車的生產(chǎn)效率，還提高了自動定量裝車精度及裝車質(zhì)量。另外，設計的用于選煤廠的自動定量裝車系統(tǒng)更有利于實現(xiàn)裝車系統(tǒng)的智能化生產(chǎn)，減少裝車系統(tǒng)工作人員的數(shù)量，降低發(fā)生事故時的人員傷亡，促進選煤廠裝車系統(tǒng)的高速建設和發(fā)展，提高我國選煤廠裝車系統(tǒng)在國際上的競爭力，在經(jīng)濟發(fā)展及社會發(fā)展方面都有著重要的理論和實際意義。

參考文獻

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