導(dǎo)語(yǔ)：濕散鹽發(fā)放控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析一文來(lái)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(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：傳統(tǒng)的在火車(chē)貨運(yùn)車(chē)廂上劃線，人工進(jìn)行濕散鹽裝車(chē)的方式，自動(dòng)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(jué)的影響產(chǎn)生較大誤差，導(dǎo)致出現(xiàn)超載或虧載的問(wèn)題。針對(duì)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(chē)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(chē)自動(dòng)化水平，簡(jiǎn)化操作程序，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度[1]。實(shí)際運(yùn)用表明，系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、可靠性高、安全經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)增加客觀的收益。

關(guān)鍵詞：裝車(chē)；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(duì)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(chē)時(shí)需要根據(jù)待裝的火車(chē)貨運(yùn)車(chē)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(shí)，一般采用在火車(chē)貨運(yùn)車(chē)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(jué)誤差影響較大，造成一直以來(lái)實(shí)際發(fā)放計(jì)量的誤差較大，不時(shí)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(duì)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(chē)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(chē)精度，減少工人工作量，提高自動(dòng)化水平，為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益。

1總體方案簡(jiǎn)介

目前采用的在火車(chē)貨運(yùn)車(chē)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(chē)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(cuò)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(chēng)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(jiǎn)要工作流程為：當(dāng)火車(chē)進(jìn)入待裝區(qū)域并做好裝車(chē)準(zhǔn)備工作后，操作人員按操作規(guī)程啟動(dòng)輸送機(jī)及卸料小車(chē)，設(shè)定好需要裝載的車(chē)廂和對(duì)應(yīng)的重量后，落下分料閘板，濕散鹽通過(guò)輸送機(jī)從供料罐輸送至火車(chē)車(chē)廂，通過(guò)皮帶秤對(duì)濕散鹽進(jìn)行稱(chēng)重，當(dāng)累積量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，閘板自動(dòng)抬起將濕散鹽通過(guò)其它輸送皮帶運(yùn)至濕散鹽庫(kù)。通過(guò)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(dòng)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(duì)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(chǔ)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(kāi)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(jí)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(chǎng)操作站，這些都是使用獨(dú)立的計(jì)算機(jī)組成，通過(guò)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(shí)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(cè)控制功能。控制系統(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)。可自動(dòng)完成數(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(chēng)重橋架﹑測(cè)速裝置﹑轉(zhuǎn)換器（或接線盒）和積算器[3]。其工作原理是通過(guò)稱(chēng)重傳感器支撐的橋架和稱(chēng)重托輥檢測(cè)皮帶上的物料重量，產(chǎn)生一個(gè)正比于皮帶載荷的輸出信號(hào)，同時(shí)速度傳感器產(chǎn)生一系列脈沖信號(hào)，計(jì)算器將以上兩種信號(hào)進(jìn)行積分計(jì)算，最終轉(zhuǎn)換得出瞬時(shí)流量和累計(jì)重量。浮衡秤的自由浮動(dòng)平衡結(jié)構(gòu)，稱(chēng)重橋架自由浮動(dòng)與稱(chēng)重傳感器連接，無(wú)限位裝置﹑傳力環(huán)節(jié)少﹑測(cè)重準(zhǔn)確可靠、計(jì)量精度高；由于兩個(gè)稱(chēng)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(guò)對(duì)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(shí)，當(dāng)皮帶機(jī)﹑氣動(dòng)閘板等設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可以單獨(dú)控制進(jìn)行動(dòng)作，以便檢查故障原因并進(jìn)行單體試車(chē)[4]。

3.2設(shè)備啟停控制功能

設(shè)備啟停方式有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、遠(yuǎn)程單體手動(dòng)控制、遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制。設(shè)置啟停控制功能主要是指設(shè)備在遠(yuǎn)程控制狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)單體啟停控制和設(shè)備聯(lián)動(dòng)狀態(tài)下的啟停控制。

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(dòng)控制狀態(tài)下的連鎖。在遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制狀態(tài)下，設(shè)備的啟動(dòng)、停止需要滿(mǎn)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(dòng)連鎖、設(shè)備允許停止連鎖等，如生產(chǎn)線下游設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)行后，生產(chǎn)線上游設(shè)備才可以啟動(dòng)，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(shí)顯示功能濕散鹽的發(fā)放過(guò)程的控制量是各個(gè)車(chē)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(hào)進(jìn)入DCS后需要進(jìn)行一定的信號(hào)運(yùn)算及處理，以保證信號(hào)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(guò)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(hào)或報(bào)警信號(hào)需要在操作畫(huà)面顯示，以提醒操作人員設(shè)備異常狀態(tài)，并及時(shí)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(shí)遇到一些變化或者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間操作積累出更多的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，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(chē)駛?cè)霛裆Ⅺ}裝車(chē)軌道停好，裝車(chē)人員做好裝車(chē)準(zhǔn)備工作，上位機(jī)操作人員獲得裝車(chē)信息后，通過(guò)系統(tǒng)控制啟動(dòng)皮帶機(jī)和濕散鹽發(fā)放小車(chē)，設(shè)定好每個(gè)車(chē)廂的裝載重量后，啟動(dòng)系統(tǒng)控制氣動(dòng)分鹽閘板將濕散鹽從進(jìn)入濕散鹽庫(kù)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(chēng)重，稱(chēng)重后的濕散鹽通過(guò)發(fā)放小車(chē)裝入火車(chē)車(chē)廂，當(dāng)累積量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，氣動(dòng)分鹽閘板自動(dòng)抬起，聲光報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，持續(xù)時(shí)間60秒，60秒后閘板自動(dòng)落下開(kāi)始第二車(chē)的發(fā)放，小車(chē)上的操作人員當(dāng)聽(tīng)到聲光報(bào)警器報(bào)警時(shí)應(yīng)及時(shí)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(chē)開(kāi)至第二節(jié)車(chē)皮開(kāi)始第二車(chē)的發(fā)放。直到火車(chē)車(chē)廂全部完成裝車(chē)，實(shí)現(xiàn)安全高精度濕散鹽裝車(chē)。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(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā),再確定測(cè)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(cè)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(guò)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(duì)應(yīng)。隨后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(kù)，成為操作員站、現(xiàn)場(chǎng)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(kù)、圖形和報(bào)表文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸下裝到服務(wù)器和。

6結(jié)語(yǔ)

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(chē)的控制系統(tǒng)，完成了對(duì)系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)以及具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程的介紹。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)提高計(jì)量精度，提高自動(dòng)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(shí)在線監(jiān)控濕散鹽裝車(chē)過(guò)程。同時(shí)，系統(tǒng)自帶報(bào)警功能，在切換火車(chē)車(chē)廂時(shí)，可實(shí)現(xiàn)預(yù)警作用。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)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(dòng)化程度，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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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