選煤廠外運(yùn)裝車站自動帶車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

選擇煤廠外運(yùn)輸站的自動客車皮，最初主要是人工操作。效率低，人員成本高，人員需求大。選煤廠外運(yùn)裝車站集控系統(tǒng),通過車號自動識別技術(shù)、車廂準(zhǔn)確定位技術(shù)、皮帶秤動態(tài)計(jì)量、PLC和計(jì)算機(jī)控制的相關(guān)技術(shù)相結(jié)合,并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸。實(shí)現(xiàn)火車車廂的自動連續(xù)裝車,提高裝車效率。1每個(gè)部分的特點(diǎn)1.1光電編碼技術(shù)火車車廂精確定位系統(tǒng),是連續(xù)自動裝車的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是否準(zhǔn)確的對車廂定位,關(guān)系到自動裝車的自動化能否有效實(shí)現(xiàn)。本文采用光電編碼器技術(shù),配合對射激光序列傳感器技術(shù),實(shí)現(xiàn)車輛的精確定位。車號讀取設(shè)備采用XCJP—3型地面讀出裝置,當(dāng)車輛在下料口定位后,PLC向車輛識別系統(tǒng)發(fā)低電平,識別系統(tǒng)的微波功放立即打開,發(fā)出查詢信號,車輛的電子標(biāo)簽通過微波區(qū)域時(shí),識別系統(tǒng)把它的20位電子標(biāo)簽信息上傳上位軟件,上位機(jī)軟件據(jù)所讀數(shù)據(jù)從中抽出車輛信息,包括車皮自重、載重等信息。1.2線與xcjp—實(shí)現(xiàn)過程系統(tǒng)采用施耐德PLC,該產(chǎn)品為模塊化結(jié)構(gòu),能在惡劣環(huán)境條件下長時(shí)間可靠地工作,具有完善的自診斷和自保護(hù)功能。通訊方式使用RS—485作為物理接口支持的SCP114卡,采用普通雙絞線與XCJP—3地面讀出裝置通迅數(shù)據(jù),采用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS讀取功能塊數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)主要為20組ASCII字符。初始數(shù)組建一小型數(shù)據(jù)庫(車型與標(biāo)重、自重等的對應(yīng)信息)。采用READ—VAR功能塊讀取20組車號數(shù)據(jù)放于數(shù)組RECP,提取第3位～7位車型,8位～14位車號數(shù)據(jù)放于兩個(gè)不同的數(shù)組。梯形圖程序還需完成以下功能,包括數(shù)組比較移位、車型車號計(jì)數(shù)、車型查庫讀取標(biāo)重自重信息、數(shù)據(jù)送上位機(jī);且完成對應(yīng)于上位機(jī)IFIX按鈕給出的插入、修改,以及庫內(nèi)數(shù)據(jù)的維護(hù)。國內(nèi)現(xiàn)有的車型對應(yīng)的車匹已經(jīng)建好電子標(biāo)簽,對于新出廠的車型,可以通過對庫操作,錄入庫內(nèi)。1.3處理器的信號傳遞皮帶上連續(xù)通過的物料量由稱重傳感器轉(zhuǎn)換成毫伏級電壓信號,經(jīng)放大及A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號后送入微處理器;由測速電機(jī)送來的速度信號送入微處理機(jī),由微處理機(jī)對這兩個(gè)信號進(jìn)行處理,最后通過顯示器顯示,通過接口送出皮帶秤的物料的累計(jì)量和瞬時(shí)流量。據(jù)流量預(yù)估后級皮帶到給煤機(jī)間皮帶上的煤量,決定給煤機(jī)停的時(shí)間。2系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)2.1為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求基本的控制要求有以下幾點(diǎn):逆煤流起車、順煤流停車、前后級設(shè)備閉鎖、急停、故障復(fù)位、鐵牛電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、簸箕旋轉(zhuǎn)角度控制。2.2設(shè)備起停過程中停車的控制室應(yīng)并采用響應(yīng)信號,按下就地控制箱上的停車策略,設(shè)備有就地單機(jī)控制和集中連鎖控制兩種運(yùn)行方式。由中控室切換。就地方式用于檢修和調(diào)試,使用就地控制箱上的按鈕來控制設(shè)備的開停。集控方式用于正常生產(chǎn),由中控室的控制臺控制,按照煤流設(shè)備隊(duì)列的閉鎖關(guān)系,實(shí)現(xiàn)設(shè)備按逆煤流方向成組或逐臺順序延時(shí)起車,按順煤流方向成組或逐臺順序延時(shí)停車。設(shè)備起停的延時(shí)時(shí)間隨設(shè)備而異,原則是運(yùn)行時(shí)不堆煤,停車后不存煤。集控自動起車的過程中,應(yīng)鳴笛示警。就地操作人員若發(fā)現(xiàn)問題,可按下就地控制箱上的禁起按鈕,終止起車過程。控制室能立即知道哪臺設(shè)備出了問題,并采取措施。在運(yùn)行期間,若某臺設(shè)備因故障停車,能自動使隊(duì)列中該設(shè)備之前的所有設(shè)備停車。無論在哪種方式下,就地操作人員發(fā)現(xiàn)問題,均可按下就地控制箱上的停車按鈕,使設(shè)備停車。緊急情況下,按下控制臺上的急停按鈕,能立即使所有設(shè)備緊急停車。集控方式下,能選擇流程、煤種、選擇給煤機(jī),起停不同的設(shè)備隊(duì)列,實(shí)現(xiàn)不同方式的起車。軟件可自動根據(jù)皮帶秤與軌道衡的數(shù)據(jù)判斷鐵牛的開停時(shí)刻、自動完成兩個(gè)閉環(huán)的算法控制。3單臺設(shè)備狀態(tài)分析3.1控制系統(tǒng)的工作方式系統(tǒng)圖如圖1,設(shè)備硬件控制電路的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)集控的基礎(chǔ),也是編梯形圖程序的前提。稱之為設(shè)備的硬件控制回路,每臺設(shè)備都有自控和手動兩種工作方式,由就地控制箱上的系統(tǒng)運(yùn)行方式開關(guān)來切換。在自動控制方式下,由PLC輸出節(jié)點(diǎn)控制設(shè)備接觸器線圈的通電和斷電,進(jìn)而控制設(shè)備的開停。在就地手動方式下,由就地控制箱上的起動控制按鈕和停車按鈕來控制,設(shè)備接觸器的輔助節(jié)點(diǎn)用來實(shí)現(xiàn)回路自保。設(shè)備運(yùn)行時(shí),接觸器的另一個(gè)輔助節(jié)點(diǎn)閉合,將設(shè)備運(yùn)行的信號返回到PLC中;若按下控制箱上的停車按鈕,會向PLC回送停車或禁起脈沖信號;兩信號供梯形圖編程使用。3.2啟車失敗起車自動控制方式下的設(shè)備是隊(duì)列的一員,隊(duì)列按順煤流方向排序,按照逆煤流順序起車和順煤流順序停車的要求,對于單臺設(shè)備,僅當(dāng)其后繼設(shè)備起動并穩(wěn)定運(yùn)行后,才能起車。僅當(dāng)其前趨設(shè)備停穩(wěn)后,才能停車。設(shè)備的開停由PLC程序控制,每臺設(shè)備用一個(gè)DFB塊來完成,前級產(chǎn)生一定寬度的起車脈沖。在此脈寬時(shí)間內(nèi),若設(shè)備啟動不了,則表示啟車失敗。從梯級可以看出,設(shè)備的起車是由它的后繼設(shè)備激發(fā)的,當(dāng)然無運(yùn)行返回是造成故障的一個(gè)條件,故障排除后,重新起車。梯級的保護(hù)回路有皮帶的拉繩保護(hù)、跑偏保護(hù)、堆煤保護(hù)、打滑保護(hù),通過現(xiàn)場開關(guān)送回信號后,送入DFB功能塊,我們將它稱為設(shè)備的軟件控制回路,設(shè)備的軟件控制回路與硬件控制回路的相互作用來實(shí)現(xiàn)自控方式下設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)保護(hù)。3.3系統(tǒng)起車及停車注意事項(xiàng)就地控制箱萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置到自動位,起車的硬件條件具備,系統(tǒng)處于停車待命狀態(tài)。按下開車預(yù)告按鈕,通知崗位司機(jī)立即檢測設(shè)備,不具備開車條件,立即按下禁起按鈕,集控室收到信號,報(bào)警提示。按下集控起車按鈕,系統(tǒng)從停車待命狀態(tài)進(jìn)入起車預(yù)告狀態(tài),若無禁起要求,30s后,系統(tǒng)進(jìn)入逆煤流順序起車狀態(tài)。當(dāng)隊(duì)列起始設(shè)備已起動,起車過程結(jié)束;或出現(xiàn)故障;或按了急停鈕,都能使系統(tǒng)退出起車狀態(tài)。若系統(tǒng)處于順序停車狀態(tài),是不能轉(zhuǎn)入起車狀態(tài)的。當(dāng)隊(duì)列起始設(shè)備已穩(wěn)定運(yùn)行,經(jīng)20s延時(shí)后,結(jié)束起車狀態(tài),并設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志,系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)按下集控停車按鈕,系統(tǒng)進(jìn)入順煤流停車階段。當(dāng)所有隊(duì)列的末端設(shè)備都已停穩(wěn),延時(shí)15s后,停車命令結(jié)束,系統(tǒng)回到停車待命狀態(tài)。急停信號在任何情況下都具有最高權(quán)限,只要按下急停按鈕,已開的設(shè)備即會急停、在停(設(shè)備此時(shí)即使按下單開起動按鈕或集中開車按鈕均不會