定量裝車滑槽秤在糧食筒倉系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

◎ 溫宏杰，王 磊，閆發(fā)宣，史緯琦，陳厚斌，李金蔚

（山東港口集團青島港董家口分公司，山東 青島 266000）

1 主要存在問題

在糧食裝車過程中沒有合適的計量裝備，一般憑借人工經(jīng)驗進(jìn)行裝車。因為超載源頭治理，超載車輛不允許出港上路，欠載上路則浪費運力，所以在糧食裝車時往往會出現(xiàn)超載卸、欠載補的問題，大大降低了裝車效率。為了提高裝車效率，急需一種計量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠的定量裝車系統(tǒng)。在放料倉下增加定量裝車滑槽秤作為快速計量裝置，可有效地提高裝車效率。

2 設(shè)計方案

在筒倉側(cè)壁放料溜管的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造安裝，在原下料管中間靠近平臺位置安裝管式滑槽秤（見圖1）。將原手動閥上移，并在手動閥下端新增電動快開閥，法蘭出口處安裝管式滑槽秤，滑槽秤出口與末端下料溜槽法蘭直聯(lián)。末端下料溜槽需增加支架或加強筋與平臺固定。料倉靠下合適位置安裝防爆電氣儀表控制柜，以方便操作人員進(jìn)行裝車量設(shè)定、裝車操作、急停控制等[1]。

圖1 改造前后結(jié)構(gòu)對比示意圖

3 實施方案

設(shè)備工作在亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候向溫帶季風(fēng)氣候過渡區(qū)的自然環(huán)境中，且處于糧倉倉下，在非生產(chǎn)時間糧倉倉下處于密封狀態(tài)，設(shè)備運轉(zhuǎn)過程糧倉倉下處于半封閉狀態(tài)，工作環(huán)境良好；滑槽秤安裝于糧倉出料口氣動平閥門下端，用于下料引導(dǎo)及對物料裝車計量，同時，秤體內(nèi)過料面附著耐磨材料。設(shè)備表面采用噴塑處理，使設(shè)備擁有優(yōu)良的防腐、防銹性能，設(shè)備稱量的物料有大豆、玉米、小麥和稻谷等，其稱量能力可以達(dá)到300 t/h（允許超產(chǎn)10%），稱量精度可以控制在5‰以內(nèi)[2]。

散糧定量裝車滑槽秤主要由溜槽秤和管理系統(tǒng)組成。滑槽秤主要包括滑槽秤秤體、電氣儀表柜、稱重傳感器和無線遙控裝置，管理系統(tǒng)主要包括定量裝車管理軟件和計算機，稱重傳感器在垂直方向上可以承受300 kg的力，在水平方向上可以承受250 kg的力，無線手操器用于就地設(shè)置車輛裝載量、開關(guān)閥和指揮操作提示車輛等，在就地、停止和遠(yuǎn)程3檔轉(zhuǎn)換開關(guān)的遠(yuǎn)程模式下，可以使用手操器進(jìn)行溜槽秤的裝車操作，實現(xiàn)就近控制裝車閥門的開關(guān)和裝車量的設(shè)定等操作，包括設(shè)定量、閥門開關(guān)和裝車量清零的操作。其中，設(shè)定量通過使用十位、個位、十分位和百分位進(jìn)行設(shè)定，操作工人可以手持遙控器指揮待裝車輛移動，遙控器可以實現(xiàn)裝車啟動和裝車停止指令。

另外，可以進(jìn)行設(shè)定量遠(yuǎn)程設(shè)置和上一次裝車清零操作，避免因操作工人在指揮車輛的同時操作電氣柜按鈕，造成反應(yīng)不及時出現(xiàn)的誤操作或操作事故。稱重儀表具有優(yōu)良的精度性能，配套液晶顯示、觸控屏幕和中文顯示界面，儀表可以進(jìn)行加密，在完成參數(shù)配置后，可以啟用儀表加密保護功能。一般權(quán)限的操作工人只可以進(jìn)行裝車設(shè)定量輸入、急停操作，其他按鍵和操作頁面被鎖定；具備管理權(quán)限的管理人員經(jīng)密碼確認(rèn)后可進(jìn)行高級參數(shù)的設(shè)定。滑槽秤采用了全封閉形式，保障設(shè)備運行過程中對粉塵的防護要求，設(shè)備中所有的電機、電氣儀表、傳感器等電氣類部件都采用了符合粉塵防爆要求的裝置。

在設(shè)計工程中，要求設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)件安裝簡單、檢修形式靈活、磨損件便于更換，管理系統(tǒng)預(yù)留的接口和數(shù)據(jù)交互協(xié)議，后期通過互聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)企業(yè)的數(shù)據(jù)共享。管理系統(tǒng)擁有優(yōu)良的人機交互界面，可以在計算機端實現(xiàn)裝車量的設(shè)定、啟動、停止以及流量顯示、已裝量顯示、數(shù)據(jù)報表管理，存儲可供查詢的數(shù)據(jù)不小于24個月，同時可以接入裝車現(xiàn)場監(jiān)控畫面，便于操作人員遠(yuǎn)程指揮車輛[3]。

4 系統(tǒng)工作流程

4.1 車輛就位

待裝車輛入廠后，由操作人員（或稱裝車工）指揮待裝車輛停在滑槽秤裝車系統(tǒng)的出口下方。

4.2 設(shè)定裝車量

車輛停到指定位置后，由操作人員根據(jù)待裝車輛信息核對，在滑槽秤裝車系統(tǒng)稱重控制儀表上輸入本次待裝車輛的額定裝車值。

設(shè)定方式：①通過電氣柜門設(shè)定旋鈕調(diào)節(jié)輸入。②使用遙控手操器輸入。③中控電腦輸入。設(shè)定量會在儀表液晶屏上顯示。

4.3 裝車過程

由操作人員確認(rèn)后啟動裝車，在電氣柜上按“啟動”按鈕或在遙控手操器按“啟動”按鈕或中控電腦點“啟動”鍵，控制系統(tǒng)發(fā)出開閥指令，閥門開啟開始下料，經(jīng)過滑槽秤計量后落入待裝車輛車廂內(nèi)，當(dāng)裝載量達(dá)到車廂內(nèi)一定高度后需移動車輛，由中控人員切換紅綠燈或由現(xiàn)場操作人員操作電氣柜門上的按鈕或遙控器按鈕切換紅綠燈的指示信號，司機根據(jù)提示移動車輛（紅燈停車、綠燈行進(jìn)）。

操作人員和司機按操作提示完成多點裝車。當(dāng)裝車量達(dá)到設(shè)定量時，系統(tǒng)自動給出停止指令，上部閥門根據(jù)指令動作，閥門關(guān)閉后停止下料。隨后操作人員給出“綠燈”行進(jìn)指示，司機根據(jù)提示移動車輛退出裝載區(qū)，一個裝車流程結(jié)束。

4.4 應(yīng)急處理

在裝車過程中，需緊急停止下料時，可操作電氣儀表柜上的“停止”按鈕，必要時由司機按下倉下設(shè)置的“急停”按鈕，恢復(fù)裝車時可以繼續(xù)啟動后續(xù)裝剩余量[4]。

5 系統(tǒng)優(yōu)點

5.1 防護效果好

采用全封閉式結(jié)構(gòu)，有效防止粉塵外溢。過料面加耐磨襯板材質(zhì)，防腐耐磨損。設(shè)備采用噴塑工藝，外觀美觀，耐腐蝕。

5.2 維護檢修方便

結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧，箱體內(nèi)部無積灰死角。采用翻蓋式設(shè)計，結(jié)構(gòu)件、傳感器等關(guān)鍵點通過翻轉(zhuǎn)后可到箱體外部，方便開蓋維護[5]。

5.3 計量準(zhǔn)確度高

由于滑槽是直接通過傳感器固定在支架上的，沒有支點、拉桿等任何活動部件，也沒有與滑槽直接連接而引入外力的任何機構(gòu)，因此，滑槽秤的穩(wěn)定性就是傳感器的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度在3‰~5‰。

5.4 運行費用低

滑槽秤的耗電只有20 W，沒有電機等耗能部件，也不需要專門的維護人員，因此其運行成本低。

5.5 支持實物標(biāo)定

滑槽秤可以采用實物標(biāo)定的方式進(jìn)行校準(zhǔn)。需要標(biāo)定時，只需根據(jù)裝車過磅數(shù)據(jù)，通過簡單操作即可完成。

5.6 可視化的人機操作界面

彩色中文顯示界面，操作簡單明了，不需要任何參數(shù)代碼。方便簡潔的人機操作界面，配合說明書的指導(dǎo)，儀表的操作要領(lǐng)容易掌握。

5.7 符合粉塵防爆要求

電氣儀表柜、傳感器、接線盒、電機等電氣部件符合A21區(qū)粉塵防爆要求。

6 效益分析

糧食筒倉溜槽在市提裝車作業(yè)過程中，無法對裝車重量進(jìn)行精準(zhǔn)計量，從而導(dǎo)致司機頻繁地添加料，降低作業(yè)效率，同時該問題也直接制約著市提作業(yè)無人化的升級。對糧食筒倉溜槽市提作業(yè)量進(jìn)行精準(zhǔn)計量控制，控制裝車作業(yè)量，實現(xiàn)一次裝車，杜絕頻繁添加物料，同時推廣無人裝車技術(shù)，實現(xiàn)糧食筒倉溜槽市提作業(yè)無人化。可以實現(xiàn)作業(yè)過程的無人化和自動化，單條作業(yè)線減少作業(yè)人員2名，提高作業(yè)效率10%以上，產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益。

7 結(jié)語

溜槽秤可以提高市提裝車作業(yè)的精準(zhǔn)計量，實現(xiàn)市提裝車貨物的動態(tài)計量，溜槽秤配合無人裝車系統(tǒng)實現(xiàn)市提作業(yè)無人化的升級，避免司機頻繁加料，全面提高裝車質(zhì)量和作業(yè)效率，節(jié)省大量人力和物力，節(jié)省作業(yè)成本。