冉維貞，李小斌，王瑞軍

（酒鋼集團(tuán)鏡鐵山礦，甘肅 嘉峪關(guān) 735101）

1 引言

國內(nèi)某礦山利用保溫礦倉存放礦石，采用液壓閘門從礦倉底部向礦倉下機(jī)車車皮內(nèi)進(jìn)行人工控制裝礦，因人工裝礦控制精度差，經(jīng)常出現(xiàn)超裝和欠裝現(xiàn)象，且欠裝量較大，出現(xiàn)超裝則要進(jìn)行人工卸礦，嚴(yán)重影響了裝車效率。因鐵路部門對運輸費的結(jié)算是按標(biāo)準(zhǔn)載重量進(jìn)行計算，出現(xiàn)欠裝時則會造成運輸費用的浪費。為了解決以上問題，需加裝一套自動快速補礦計量系統(tǒng)，使用比較成熟的自動快速補礦計量系統(tǒng)為料斗式，因保溫礦倉底部離鐵路線僅為5米多，無法安裝料斗式自動快速補礦計量系統(tǒng)。經(jīng)研究論證，設(shè)計出一套集膠帶機(jī)、動態(tài)軌道衡、車號自動識別系統(tǒng)、PLC自動控制系統(tǒng)、計算機(jī)控制操作系統(tǒng)為一體的自動快速補礦計量系統(tǒng)，現(xiàn)將總體設(shè)計、原理及使用效果介紹如下。

2 總體設(shè)計和控制原理

2.1 總體設(shè)計

如圖1所示為自動快速補礦計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 自動快速補礦計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 控制原理

當(dāng)機(jī)車進(jìn)入礦倉礦線時由人工控制手動進(jìn)行粗裝礦，當(dāng)粗裝礦完成機(jī)車牽出時啟動自動快速補礦計量系統(tǒng)進(jìn)行精確計量補礦。

自動快速補礦計量系統(tǒng)啟動時首先由計軸器對車輛位置進(jìn)行檢測判斷，并將位置信息傳遞到PLC開關(guān)量輸入端口，車輛到達(dá)計量稱重位置時，由計算機(jī)發(fā)出稱重指令，軌道衡稱重儀表將軌道衡稱量數(shù)據(jù)傳送至PLC模擬量輸入端口，稱重補礦軟件系統(tǒng)根據(jù)所缺礦量構(gòu)建變頻器控制參數(shù)模型。當(dāng)車輛到達(dá)補礦位置時由稱重補礦軟件系統(tǒng)向PLC發(fā)出補礦指令，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)變頻器控制參數(shù)模型控制膠帶機(jī)進(jìn)行補礦。在補礦過程中要實時稱量監(jiān)控車輛重量，并根據(jù)車輛重量實時修改變頻器控制參數(shù)，以實現(xiàn)增大或減小膠帶機(jī)速度從而改變補礦量，當(dāng)車輛重量達(dá)到設(shè)定重量時停止補礦。

2.3 控制流程

如圖2所示為一節(jié)車皮補礦程序控制流程圖，其它車皮采用同樣方式進(jìn)行補礦，直到整列礦車補礦完成點擊結(jié)束補礦即可。稱重補礦軟件系統(tǒng)會根據(jù)車號掃描系統(tǒng)掃描出的車號對每節(jié)車皮的粗裝礦量、補礦量、補礦完成后的實際礦量進(jìn)行計算和分析匯總，并生成稱量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以供后期分析和查詢。

圖2 控制流程圖

3 硬件結(jié)構(gòu)

PLC控制系統(tǒng)：采用小型系列PLC（帶模擬量輸入端口），因該系統(tǒng)控制點較少，參與運算的數(shù)據(jù)量較小，無需采用大中型PLC。

變頻器：采用M430系列通用變頻器，功率根據(jù)膠帶機(jī)電機(jī)進(jìn)行匹配。

軌道衡：采用150噸動態(tài)軌道衡，具有鐵路部門許可的均可使用，該單位使用的是長沙楓葉稱重儀器公司生產(chǎn)的150噸動態(tài)軌道衡。

計軸器：為電磁感應(yīng)非接觸器檢測開關(guān)，帶有開、閉控制開關(guān)。

車號掃描系統(tǒng)：該系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)機(jī)車所裝無線感應(yīng)車標(biāo)進(jìn)行匹配，應(yīng)能掃描到已安裝到車體底部的車標(biāo)信號器。

4 軟件系統(tǒng)

該套稱重補礦軟件系統(tǒng)是在標(biāo)準(zhǔn)稱重軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行定制開發(fā)的，增加了補礦控制功能、計軸檢測計數(shù)接口和PLC通訊接口，并增加了相應(yīng)的查詢分析功能。整套系統(tǒng)需SQL server2000、Microsoft Access數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持。軟件系統(tǒng)主界面如圖3所示，補礦計量系統(tǒng)界面如圖4所示。

該系統(tǒng)是集計算機(jī)高級軟硬件技術(shù)開發(fā)而成的全新概念的稱重管理系統(tǒng)，系統(tǒng)利用微機(jī)在顯示、存儲、計算等方面的巨大優(yōu)勢，充分發(fā)揮圖視界面及多媒體技術(shù)的特點，使稱重過程簡單快捷、準(zhǔn)確有效，具有如下特點：①界面友好、操作快捷，能夠有效地提高稱重效率；②組態(tài)設(shè)置靈活、可監(jiān)控性強(qiáng)，有助于規(guī)范化操作；③數(shù)據(jù)管理功能強(qiáng)大，為管理者提供決策依據(jù)；④具有網(wǎng)絡(luò)版特征，適于企業(yè)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；⑤功能更強(qiáng)、更加靈活的報表處理，獨有的報表設(shè)計、處理功能，用戶可以按照自己的需要設(shè)計所需的報表；⑥安裝簡單，無需復(fù)雜配置，根據(jù)實際需要配置在常規(guī)的WINDOWS平臺上即可使用。

5 使用效果

該礦現(xiàn)裝有4套自動快速補礦計量系統(tǒng)，每年可節(jié)約鐵路運費900余萬元，減少90%因超裝造成的卸車時間，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 軟件系統(tǒng)主界面

圖4 補礦計量系統(tǒng)界面

6 結(jié)束語

該套系統(tǒng)為國內(nèi)首創(chuàng)，系統(tǒng)整體性能可靠，設(shè)備運行平穩(wěn)，平時維護(hù)量較小。最容易發(fā)生故障的是車號掃描系統(tǒng)，由于該型號車號掃描設(shè)備平時只工作于短時掃描檢測狀態(tài)，而在補礦時車號掃描設(shè)備一直工作于掃描檢測狀態(tài)，天線功放一直在工作，有時會出現(xiàn)車號無法正常掃描的現(xiàn)象，對補礦計量不產(chǎn)生影響。目前生產(chǎn)廠家正在研發(fā)能夠長時間工作于掃描檢測狀態(tài)的車號掃描設(shè)備。

［1］霍 罡.歐姆龍PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例精解［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［2］李金能，曹軍生.SQLServer2000實用教程（第2版）［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.

［3］徐 海，施利春.變頻器原理及應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.