導(dǎo)語：濕散鹽發(fā)放控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(yùn)車廂上劃線，人工進(jìn)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(jì)一套以懸浮式皮帶秤為計(jì)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(shí)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(qiáng)度[1]。實(shí)際運(yùn)用表明，系統(tǒng)具有操作簡單、可靠性高、安全經(jīng)濟(jì)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(yùn)規(guī)則要求，鐵路運(yùn)輸中對所運(yùn)貨物的重量有嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，不允許超載多裝影響鐵路運(yùn)輸安全，因此需要鐵路發(fā)運(yùn)的企業(yè)在貨物出廠裝車時需要根據(jù)待裝的火車貨運(yùn)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(yùn)車廂上劃線的方式進(jìn)行計(jì)量，由于此種方式是純體積計(jì)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(shí)際發(fā)放計(jì)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(yùn)費(fèi)的情況。針對這一現(xiàn)狀，本文提出設(shè)計(jì)以懸浮式皮帶秤為計(jì)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(shí)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(jì)效益。

1總體方案簡介

目前采用的在火車貨運(yùn)車廂上劃線進(jìn)行濕散鹽計(jì)量的方式，是一種比較原始的純體積計(jì)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(jì)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(jī)監(jiān)控模塊組成。該系統(tǒng)簡要工作流程為：當(dāng)火車進(jìn)入待裝區(qū)域并做好裝車準(zhǔn)備工作后，操作人員按操作規(guī)程啟動輸送機(jī)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(jī)從供料罐輸送至火車車廂，通過皮帶秤對濕散鹽進(jìn)行稱重，當(dāng)累積量達(dá)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(yùn)至濕散鹽庫。通過以皮帶秤作為計(jì)量依據(jù)，利用發(fā)放控制系統(tǒng)控制濕散鹽的發(fā)放，實(shí)現(xiàn)提高計(jì)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(jì)

綜合分析了濕散鹽發(fā)放對安全性﹑可靠性﹑計(jì)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(qiáng)的控制功能，不僅可以實(shí)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(dú)立的計(jì)算機(jī)組成，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，具有極強(qiáng)的可擴(kuò)展性﹑可靠性和實(shí)時性。并利用上位機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備,實(shí)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(jī)﹑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(jì)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(xiàng)控制任務(wù)?？勺詣油瓿蓴?shù)據(jù)采集﹑信息處理﹑控制運(yùn)算等多項(xiàng)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(jì)算器將以上兩種信號進(jìn)行積分計(jì)算，最終轉(zhuǎn)換得出瞬時流量和累計(jì)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(zhǔn)確可靠、計(jì)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(qiáng)﹑適應(yīng)皮帶輸送機(jī)帶寬大﹑帶速高等特點(diǎn)，為避免皮帶秤整體構(gòu)造被濕散鹽腐蝕導(dǎo)致計(jì)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(jì)

通過對濕散鹽發(fā)放進(jìn)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(jī)﹑氣動閘板等設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以單獨(dú)控制進(jìn)行動作，以便檢查故障原因并進(jìn)行單體試車[4]。

3.2設(shè)備啟?？刂乒δ?

設(shè)備啟停方式有現(xiàn)場手動控制、遠(yuǎn)程單體手動控制、遠(yuǎn)程聯(lián)動控制。設(shè)置啟?？刂乒δ苤饕侵冈O(shè)備在遠(yuǎn)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(yuǎn)程聯(lián)動控制狀態(tài)下的連鎖。在遠(yuǎn)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(yùn)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(shí)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(zhǔn)確計(jì)算是濕散鹽發(fā)放精度的關(guān)鍵點(diǎn)。皮帶秤累計(jì)重量信號進(jìn)入DCS后需要進(jìn)行一定的信號運(yùn)算及處理，以保證信號的正確性。

3.5人機(jī)交互功能

人機(jī)交互功能主要包括故障報(bào)警顯示功能，以及人工信息設(shè)定功能。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行過程中，由于外部因素或設(shè)備自身保護(hù)裝置的故障造成系統(tǒng)停止運(yùn)行，這些故障信號或報(bào)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(jìn)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(yàn)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(jì)

首先火車駛?cè)霛裆Ⅺ}裝車軌道停好，裝車人員做好裝車準(zhǔn)備工作，上位機(jī)操作人員獲得裝車信息后，通過系統(tǒng)控制啟動皮帶機(jī)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(jìn)入濕散鹽庫的皮帶輸送機(jī)路線切換至濕散鹽發(fā)放皮帶輸送機(jī)路線，在皮帶輸送機(jī)進(jìn)料點(diǎn)后方上裝皮帶秤進(jìn)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(dá)到設(shè)定值時，氣動分鹽閘板自動抬起，聲光報(bào)警器開始報(bào)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(bào)警器報(bào)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(shí)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(jì)

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(jìn)行開發(fā),再確定測點(diǎn)清單﹑控制運(yùn)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(diǎn)的分配等準(zhǔn)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(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)。定義和編輯系統(tǒng)各站點(diǎn)的信息，在完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)后進(jìn)行控制算法﹑圖形、報(bào)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(yùn)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(bào)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(jì)了一種基于皮帶秤進(jìn)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(jì)以及具體實(shí)現(xiàn)過程的介紹。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)提高計(jì)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(shí)時在線監(jiān)控濕散鹽裝車過程。同時，系統(tǒng)自帶報(bào)警功能，在切換火車車廂時，可實(shí)現(xiàn)預(yù)警作用。對系統(tǒng)進(jìn)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(jì)該系統(tǒng)的應(yīng)用，可大大提高濕散鹽發(fā)放的計(jì)量精度和自動化程度，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]孫德利.火車自動化裝車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].石油化工自動化，2008（2）：77-78.

[2]匡益兵.高陡邊坡進(jìn)水口布料機(jī)入倉系統(tǒng)布置技術(shù)[J].四川水利，2018，39（02）：37-39.

[3]李曉力.陣列式皮帶秤在電廠接煤計(jì)量中的應(yīng)用[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量.?2018(06).

[4]尹嘉巍.基于PLC的皮帶卸料小車智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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