導(dǎo)語：濕散鹽發(fā)放控制系統(tǒng)設(shè)計分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：傳統(tǒng)的在火車貨運車廂上劃線，人工進行濕散鹽裝車的方式，自動化水平低且容易受濕鹽干濕程度、堆積密度及發(fā)放人員視覺的影響產(chǎn)生較大誤差，導(dǎo)致出現(xiàn)超載或虧載的問題。針對這一現(xiàn)狀，設(shè)計一套以懸浮式皮帶秤為計量依據(jù)，以DCS為控制核心的裝車控制系統(tǒng)，并利用電腦作為上層監(jiān)控核心設(shè)備，系統(tǒng)可實現(xiàn)定量裝載，并大大提高濕散鹽裝車自動化水平，簡化操作程序，降低工作人員勞動強度[1]。實際運用表明，系統(tǒng)具有操作簡單、可靠性高、安全經(jīng)濟的優(yōu)勢，為企業(yè)增加客觀的收益。

關(guān)鍵詞：裝車；懸浮式皮帶秤；控制系統(tǒng)；DCS

根據(jù)鐵路發(fā)運規(guī)則要求，鐵路運輸中對所運貨物的重量有嚴格的控制標(biāo)準，不允許超載多裝影響鐵路運輸安全，因此需要鐵路發(fā)運的企業(yè)在貨物出廠裝車時需要根據(jù)待裝的火車貨運車廂定量裝載貨物，否則超載將受到相應(yīng)的處罰；在傳統(tǒng)的濕散鹽生產(chǎn)企業(yè)，使用棧橋濕散鹽裝載發(fā)放時，一般采用在火車貨運車廂上劃線的方式進行計量，由于此種方式是純體積計量方式，受濕散鹽干濕程度、堆積密度及發(fā)放人員視覺誤差影響較大，造成一直以來實際發(fā)放計量的誤差較大，不時有因超重受到處罰或少裝造成公司虧損運費的情況。針對這一現(xiàn)狀，本文提出設(shè)計以懸浮式皮帶秤為計量依據(jù)，以DCS為控制核心的裝車控制系統(tǒng)，并利用電腦作為上層監(jiān)控核心設(shè)備，系統(tǒng)可實現(xiàn)定量裝載，有效提高了濕散鹽裝車精度，減少工人工作量，提高自動化水平，為企業(yè)增加經(jīng)濟效益。

1總體方案簡介

目前采用的在火車貨運車廂上劃線進行濕散鹽計量的方式，是一種比較原始的純體積計量方式，受到多方因素的影響，導(dǎo)致裝車精度不高且效率低下，另一方面工作人員需要關(guān)注的信息較多，容易出現(xiàn)錯誤操作。因此一種高精度、易操作的濕散鹽發(fā)放控制系統(tǒng)成為迫切需求。本文設(shè)計濕散鹽發(fā)放控制系統(tǒng)主要由稱重模塊﹑網(wǎng)絡(luò)通訊模塊﹑控制模塊﹑執(zhí)行模塊和上位機監(jiān)控模塊組成。該系統(tǒng)簡要工作流程為：當(dāng)火車進入待裝區(qū)域并做好裝車準備工作后，操作人員按操作規(guī)程啟動輸送機及卸料小車，設(shè)定好需要裝載的車廂和對應(yīng)的重量后，落下分料閘板，濕散鹽通過輸送機從供料罐輸送至火車車廂，通過皮帶秤對濕散鹽進行稱重，當(dāng)累積量達到設(shè)定值時，閘板自動抬起將濕散鹽通過其它輸送皮帶運至濕散鹽庫。通過以皮帶秤作為計量依據(jù)，利用發(fā)放控制系統(tǒng)控制濕散鹽的發(fā)放，實現(xiàn)提高計量精度，提高自動化水平，降低操作人員工作難度的目標(biāo)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2系統(tǒng)的整體設(shè)計

綜合分析了濕散鹽發(fā)放對安全性﹑可靠性﹑計量精度的要求，以及公司現(xiàn)有工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)儲備等多方面因素，決定采用DCS作為濕散鹽發(fā)放控制系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)。DCS具有較強的控制功能，不僅可以實現(xiàn)順序控制，也可以完成非線性﹑自適應(yīng)﹑最優(yōu)﹑解耦﹑串級和前饋等復(fù)雜控制[2]。DCS系統(tǒng)中有工程師站﹑操作員站﹑現(xiàn)場操作站，這些都是使用獨立的計算機組成，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，具有極強的可擴展性﹑可靠性和實時性。并利用上位機作為監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備,實現(xiàn)系統(tǒng)的可視化﹑在線監(jiān)測控制功能?？刂葡到y(tǒng)的硬件設(shè)備包括DCS﹑工控機﹑皮帶秤﹑通信設(shè)備線路等。該系統(tǒng)DCS選用浙大中控JX-300XP系統(tǒng)，主控卡采用浙大中控設(shè)計生產(chǎn)的XP243X主控卡作為控制站軟硬件的核心，協(xié)調(diào)控制站內(nèi)軟硬件關(guān)系和各項控制任務(wù)?？勺詣油瓿蓴?shù)據(jù)采集﹑信息處理﹑控制運算等多項功能。皮帶秤則選用賽摩浮衡系列電子皮帶秤ICS-FH-4，ICS-FH型浮衡秤主要由四部分組成：稱重橋架﹑測速裝置﹑轉(zhuǎn)換器（或接線盒）和積算器[3]。其工作原理是通過稱重傳感器支撐的橋架和稱重托輥檢測皮帶上的物料重量，產(chǎn)生一個正比于皮帶載荷的輸出信號，同時速度傳感器產(chǎn)生一系列脈沖信號，計算器將以上兩種信號進行積分計算，最終轉(zhuǎn)換得出瞬時流量和累計重量。浮衡秤的自由浮動平衡結(jié)構(gòu)，稱重橋架自由浮動與稱重傳感器連接，無限位裝置﹑傳力環(huán)節(jié)少﹑測重準確可靠、計量精度高；由于兩個稱重傳感器裝于支撐梁兩端，所以具有抗偏載能力強﹑適應(yīng)皮帶輸送機帶寬大﹑帶速高等特點，為避免皮帶秤整體構(gòu)造被濕散鹽腐蝕導(dǎo)致計量精度變差，皮帶秤支架材質(zhì)選用316L不銹鋼材質(zhì)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3控制系統(tǒng)操作功能設(shè)計

通過對濕散鹽發(fā)放進行需求分析，確定了控制系統(tǒng)需要包括的操作功能。系統(tǒng)控制操作功能結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

3.1設(shè)備單體/連鎖轉(zhuǎn)換功能

設(shè)置設(shè)備單體/連鎖轉(zhuǎn)換功能主要用于檢修或設(shè)備故障時，當(dāng)皮帶機﹑氣動閘板等設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以單獨控制進行動作，以便檢查故障原因并進行單體試車[4]。

3.2設(shè)備啟停控制功能

設(shè)備啟停方式有現(xiàn)場手動控制、遠程單體手動控制、遠程聯(lián)動控制。設(shè)置啟?？刂乒δ苤饕侵冈O(shè)備在遠程控制狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)單體啟?？刂坪驮O(shè)備聯(lián)動狀態(tài)下的啟?？刂?。

3.3設(shè)備邏輯連鎖控制功能

設(shè)備邏輯連鎖控制功能主要是指在遠程聯(lián)動控制狀態(tài)下的連鎖。在遠程聯(lián)動控制狀態(tài)下，設(shè)備的啟動、停止需要滿足一定的邏輯連鎖關(guān)系。邏輯連鎖主要分為設(shè)備內(nèi)部連鎖和設(shè)備外部連鎖，本控制系統(tǒng)設(shè)備邏輯連鎖控制功能為設(shè)備外部連鎖，主要是各設(shè)備之間的工藝連鎖關(guān)系，包括設(shè)備允許啟動連鎖、設(shè)備允許停止連鎖等，如生產(chǎn)線下游設(shè)備啟動運行后，生產(chǎn)線上游設(shè)備才可以啟動，生產(chǎn)上游設(shè)備停止后，才可以停止生產(chǎn)線下游設(shè)備。3.4裝載重量實時顯示功能濕散鹽的發(fā)放過程的控制量是各個車廂的裝載重量，已裝載重量的準確計算是濕散鹽發(fā)放精度的關(guān)鍵點。皮帶秤累計重量信號進入DCS后需要進行一定的信號運算及處理，以保證信號的正確性。

3.5人機交互功能

人機交互功能主要包括故障報警顯示功能，以及人工信息設(shè)定功能。當(dāng)設(shè)備運行過程中，由于外部因素或設(shè)備自身保護裝置的故障造成系統(tǒng)停止運行，這些故障信號或報警信號需要在操作畫面顯示，以提醒操作人員設(shè)備異常狀態(tài)，并及時排查﹑處理故障。人工信息設(shè)定主要是一些參數(shù)的設(shè)定，當(dāng)在進行濕散鹽發(fā)放時遇到一些變化或者經(jīng)過長時間操作積累出更多的經(jīng)驗時，操作人員可以靈活的設(shè)置參數(shù)，使裝載重量保持在合理的范圍之內(nèi)。

4濕散鹽發(fā)放控制設(shè)計

首先火車駛?cè)霛裆Ⅺ}裝車軌道停好，裝車人員做好裝車準備工作，上位機操作人員獲得裝車信息后，通過系統(tǒng)控制啟動皮帶機和濕散鹽發(fā)放小車，設(shè)定好每個車廂的裝載重量后，啟動系統(tǒng)控制氣動分鹽閘板將濕散鹽從進入濕散鹽庫的皮帶輸送機路線切換至濕散鹽發(fā)放皮帶輸送機路線，在皮帶輸送機進料點后方上裝皮帶秤進行稱重，稱重后的濕散鹽通過發(fā)放小車裝入火車車廂，當(dāng)累積量達到設(shè)定值時，氣動分鹽閘板自動抬起，聲光報警器開始報警，持續(xù)時間60秒，60秒后閘板自動落下開始第二車的發(fā)放，小車上的操作人員當(dāng)聽到聲光報警器報警時應(yīng)及時關(guān)注皮帶上散鹽情況，一旦皮帶上的散鹽中斷，應(yīng)在60秒內(nèi)將小車開至第二節(jié)車皮開始第二車的發(fā)放。直到火車車廂全部完成裝車，實現(xiàn)安全高精度濕散鹽裝車。系統(tǒng)控制原理如圖4所示。

5軟件程序設(shè)計

DCS作為濕散鹽發(fā)放控制系統(tǒng)的核心設(shè)備,利用浙大中控AdvanTrolPro圖形編程軟件對其進行開發(fā),再確定測點清單﹑控制運算方案﹑系統(tǒng)硬件配置，包括系統(tǒng)的規(guī)模、各站IO單元的配置及測點的分配等準備工作后，建立目標(biāo)工程。應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置通過系統(tǒng)配置組態(tài)軟件完成。采用圖形方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上連接的每一種設(shè)備都與一種基本圖形對應(yīng)。隨后進行數(shù)據(jù)庫組態(tài)。定義和編輯系統(tǒng)各站點的信息，在完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)后進行控制算法﹑圖形、報表組態(tài)。編譯生成，系統(tǒng)聯(lián)編功能連接形成系統(tǒng)庫，成為操作員站、現(xiàn)場控制站上的在線運行軟件的基礎(chǔ)。應(yīng)用系統(tǒng)生成完畢后，應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)庫、圖形和報表文件通過網(wǎng)絡(luò)傳輸下裝到服務(wù)器和。

6結(jié)語

本文設(shè)計了一種基于皮帶秤進行濕散鹽發(fā)放裝車的控制系統(tǒng)，完成了對系統(tǒng)整體方案設(shè)計以及具體實現(xiàn)過程的介紹。系統(tǒng)可實現(xiàn)提高計量精度，提高自動化水平，降低操作人員工作難度的目標(biāo)。工作人員可實時在線監(jiān)控濕散鹽裝車過程。同時，系統(tǒng)自帶報警功能，在切換火車車廂時，可實現(xiàn)預(yù)警作用。對系統(tǒng)進行了測試，測試結(jié)果表明,該系統(tǒng)功能穩(wěn)定,預(yù)期效果良好。預(yù)計該系統(tǒng)的應(yīng)用，可大大提高濕散鹽發(fā)放的計量精度和自動化程度，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[4]尹嘉巍.基于PLC的皮帶卸料小車智能控制系統(tǒng)設(shè)計[D].內(nèi)蒙古大學(xué)2020.

作者：顏偉 單位：湖南省湘衡鹽化有限責(zé)任公司 湖南省井礦鹽工程技術(shù)研究中心