解丹萍，張寧，李宏微，韓莉

（鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，遼寧 鞍山 114021）

焦化廠備煤工序普遍采用筒倉(cāng)進(jìn)行貯煤，并通過(guò)可逆配倉(cāng)移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)卸料小車實(shí)現(xiàn)不同煤種的下料任務(wù)。傳統(tǒng)卸料小車的控制方式為工頻控制和機(jī)旁手動(dòng)控制，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常發(fā)生各類混料錯(cuò)倉(cāng)等質(zhì)量事故和生產(chǎn)安全事故。因此，提出對(duì)卸料小車控制系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，以提高卸料小車卸煤倉(cāng)位準(zhǔn)確性及筒倉(cāng)貯煤系統(tǒng)自動(dòng)化控制和信息化管理水平，本文對(duì)此做一介紹。

1 存在問(wèn)題分析

以某焦化廠備煤工序產(chǎn)線為例，該產(chǎn)線共有10個(gè)貯煤筒倉(cāng)，2臺(tái)卸料小車為煤倉(cāng)裝煤，卸料小車軌道長(zhǎng)度約247 m，采用滑觸線供電。筒倉(cāng)貯煤工序系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 筒倉(cāng)貯煤工序系統(tǒng)構(gòu)架Fig.1 System Architecture for Working Operations for Deposit Coal in Silos

由于傳統(tǒng)卸料小車采用工頻控制和機(jī)旁手動(dòng)控制方式，當(dāng)控制小車啟停時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流，造成小車不能立即停止而發(fā)生移位，即不能準(zhǔn)確停止在卸煤倉(cāng)位處；且機(jī)旁手動(dòng)控制需由操作員觀察定位小車的卸煤倉(cāng)位，受人為因素影響，易產(chǎn)生誤差，亦使小車無(wú)法準(zhǔn)確找到卸煤倉(cāng)位。而卸料小車卸煤倉(cāng)位不正確，是出現(xiàn)混料、原料煤配比改變，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量的根本原因。因此，以提高卸料小車卸煤倉(cāng)位準(zhǔn)確性為目標(biāo)，對(duì)卸料小車控制系統(tǒng)開(kāi)展改造升級(jí)。

2 改造方案及系統(tǒng)功能

2.1 改造方案

經(jīng)過(guò)方案的比較與優(yōu)化，筒倉(cāng)貯煤卸料小車智能控制改造選擇將卸料小車改為變頻控制方式，當(dāng)控制小車啟停時(shí)，可以使小車在很低的頻率和電壓下以無(wú)沖擊電流的方式緩慢啟停，無(wú)位移現(xiàn)象發(fā)生，提高卸料小車卸煤倉(cāng)位準(zhǔn)確性；同時(shí)，增加卸料小車自動(dòng)定位控制，根據(jù)小車實(shí)時(shí)定位及進(jìn)料信息，通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)定位控制，保證小車能夠準(zhǔn)確停止在卸煤倉(cāng)位。

改造后筒倉(cāng)貯煤工序系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示。改造后筒倉(cāng)貯煤卸料小車智能控制系統(tǒng)主要由小車位置檢測(cè)裝置、車號(hào)識(shí)別裝置、控制裝置、上位機(jī)、無(wú)線通訊、視頻監(jiān)視裝置及安全保護(hù)裝置組成。新增地面控制柜1臺(tái)，置于現(xiàn)場(chǎng)卸料小車附近；車載控制柜2臺(tái)、變頻柜2臺(tái)，置于小車上。備煤區(qū)域采用無(wú)線的通訊方式，新增工控機(jī)1臺(tái)、中控柜1臺(tái)，置于操作室。同時(shí)，備煤工序新增車號(hào)采集柜1臺(tái)，置于備煤車間翻車機(jī)區(qū)域，用于采集來(lái)料車輛車號(hào)。

圖2 改造后筒倉(cāng)貯煤工序系統(tǒng)構(gòu)架Fig.2 System Architecture for Working Operations for Deposit Coal in Silos after Upgraing

2.2 系統(tǒng)功能

改造后，筒倉(cāng)貯煤卸料小車智能控制系統(tǒng)包括卸料小車位置檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)料車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)及附屬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。筒倉(cāng)貯煤自動(dòng)卸料控制方式及流程如圖3所示。

圖3 筒倉(cāng)貯煤自動(dòng)卸料控制方式及流程Fig.3 Control Mode for Automatic Unloading System for Deposit Coal in Silos and Control Flow

2.2.1 卸料小車位置檢測(cè)系統(tǒng)

卸料小車位置檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)卸料小車的絕對(duì)位置，并以通訊方式傳送至主控PLC，在上位機(jī)畫(huà)面上實(shí)時(shí)顯示處理。此系統(tǒng)的構(gòu)成及功能如表1所示。

表1 卸料小車位置檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及功能Table 1 Composition of Position Detecting System for Unloading Trolley and Function of the System

2.2.2 進(jìn)料車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)

進(jìn)料車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)能夠采集到進(jìn)料車輛的車號(hào)，通過(guò)車號(hào)在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出輸送皮帶上的來(lái)料品種，提示操作員來(lái)料的品種。此系統(tǒng)的構(gòu)成及功能如表2所示。

表2 進(jìn)料車號(hào)識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及功能Table 2 Composition of Identification and Detection System for Numbers of Feeding Car and Function of the System

2.2.3 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)

遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)利用主控PLC將計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的控制命令和倉(cāng)位、小車當(dāng)前位置，生成小車運(yùn)行指令發(fā)送到車載控制柜，控制卸料小車自動(dòng)找倉(cāng)。小車能在同一個(gè)料倉(cāng)的不同位置或區(qū)間來(lái)回移動(dòng)卸料，保證料倉(cāng)倉(cāng)容利用率最大化，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)布料。此系統(tǒng)的構(gòu)成及功能如表3所示。

表3 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及功能Table 3 Composition of Remote Automatic Control Detection System and Function of the System

2.2.4 人機(jī)交互系統(tǒng)

人機(jī)交互系統(tǒng)可通過(guò)操作界面控制小車點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行、停止或輸入目標(biāo)定點(diǎn)停車。此系統(tǒng)的構(gòu)成及功能如表4所示。

表4 人機(jī)交互系統(tǒng)的構(gòu)成及功能Table 4 Composition of Human-machine Interaction System and Function of the System

2.2.5 附屬系統(tǒng)

附屬系統(tǒng)通過(guò)增加監(jiān)控及安全保護(hù)裝置 （包括極限防撞裝置、下料口邊界限制、檢測(cè)系統(tǒng)故障保護(hù)），提高了卸料小車智能控制系統(tǒng)的安全性。此系統(tǒng)的構(gòu)成及功能如表5所示。

表5 附屬系統(tǒng)的構(gòu)成及功能Table 5 Composition of Subsidiary System and Function of the System

改造升級(jí)后，筒倉(cāng)貯煤卸料小車卸煤倉(cāng)位的準(zhǔn)確性得到了明顯提高，無(wú)移位現(xiàn)象，避免了混料、原料煤配比改變等質(zhì)量事故和生產(chǎn)安全事故，大大提高了自動(dòng)化控制水平和信息化管理水平，保障了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

3 結(jié)論

（1）筒倉(cāng)貯煤卸料小車智能控制系統(tǒng)改造升級(jí)，通過(guò)將卸料小車改為變頻控制方式，增加卸料小車自動(dòng)定位控制，提高了卸料小車卸煤倉(cāng)位的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)卸料小車卸煤位置的智能檢測(cè)，大大提高了自動(dòng)化控制水平和信息化管理水平，保障了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

（2）筒倉(cāng)貯煤卸料小車智能控制系統(tǒng)改造后的應(yīng)用效果良好，有效避免了各類混料錯(cuò)倉(cāng)等質(zhì)量事故和生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，對(duì)以小車卸料、采用倉(cāng)室貯存物料的相關(guān)工藝智能化改進(jìn)提供了很好的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)整體工藝智能化提升具有借鑒意義。