淺談原料場自動控制及管理系統(tǒng)

摘要：原料場物流自動控制及管理系統(tǒng)是對整個料場工藝流程的監(jiān)控及物流管理，主要實(shí)現(xiàn)原料由火車、汽車運(yùn)載原料進(jìn)原料場信息的自動錄入、受煤坑螺旋卸料車自動控制，堆取料機(jī)的自動控制、裝載機(jī)、推土機(jī)的通信及定位、煤堆的測量、備煤筒倉布料皮帶小車的自動控制等。通過將各個環(huán)節(jié)連接起來，達(dá)到對整個原料場進(jìn)行管理的目的。

關(guān)鍵詞：原料場；安全生產(chǎn)；物流管理；自動控制及管理系統(tǒng)；工藝流程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP216 文章編號：1009-2374（2015）11-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.035

唐山中潤煤化工有限公司現(xiàn)已投入了汽車過磅數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)、火車翻車機(jī)控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、備煤DCS、自動配煤系統(tǒng)等幾套系統(tǒng)，所有系統(tǒng)之間都是相對獨(dú)立。且對于裝載機(jī)、推土機(jī)、受煤坑卸料機(jī)、堆取料機(jī)、布料小車等設(shè)備是單獨(dú)的機(jī)械操作。整個原料場未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。為了實(shí)現(xiàn)對原料場物流自動控制及管理系統(tǒng)，根據(jù)原料場的工藝流程及現(xiàn)有的系統(tǒng)狀態(tài)，想要實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)的控制（根據(jù)來料確定）、汽車車號識別，受煤坑螺旋卸料車自動控制，裝載機(jī)、推土機(jī)調(diào)度，堆取料機(jī)的自動控制、煤堆的測量，備煤筒倉布料皮帶小車的自動控制。將系統(tǒng)分成多個子系統(tǒng)，且每一個子系統(tǒng)是一個獨(dú)立的單元，互不影響其他單元的運(yùn)行。每一個子系統(tǒng)都設(shè)計(jì)對外標(biāo)準(zhǔn)接口，通過接口的方式，將所有子系統(tǒng)整合到一起，實(shí)現(xiàn)原料場控制及物流管理。

此系統(tǒng)從安全生產(chǎn)和物流兩個方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，安全生產(chǎn)是通過對火車、汽車、堆取料機(jī)、運(yùn)輸皮帶、卸料小車等所有機(jī)車，通過采集各機(jī)車的動作狀態(tài)信息等，實(shí)現(xiàn)各機(jī)車之間、輸送帶和輸送帶、輸送帶與堆取料機(jī)等之間的安全聯(lián)鎖。物流管理，是原料場重中之重的部分，分為汽車來料和火車來料兩個物流管理。汽車來料物流管理：原料經(jīng)汽車運(yùn)輸至料場后，先通過在入口處進(jìn)行過磅，測量出汽車所運(yùn)載料種的重量以及汽車信息（包括料種的來源地、汽車車牌號碼、料種信息等）。過磅后的汽車，經(jīng)過采樣機(jī)，對運(yùn)載的料種多次隨機(jī)采樣，采樣后的料種被運(yùn)輸至化驗(yàn)室，驗(yàn)出料種的具體成分。汽車采樣后，汽車將分兩條不同線路，將料種進(jìn)行卸載：一部分在受料坑卸料，另一部分則直接將料種卸載在原料場區(qū)域。汽車卸料完畢后，在空車過磅處回皮，測量出空車的重量?；疖噥砹衔锪鞴芾恚河苫疖囘\(yùn)載的原料進(jìn)入企業(yè)后，首先系統(tǒng)根據(jù)入口的RFID火車識別車號天線，讀取每一列火車的車號數(shù)據(jù)（為便于讀取火車車號的順序，系統(tǒng)將RFID安裝在采樣過磅之前），并將數(shù)據(jù)發(fā)送至采樣過磅處，在經(jīng)過采樣過磅后，火車每一列車廂形成一條完善的來料數(shù)據(jù)。當(dāng)火車車廂在翻車機(jī)處翻車時，系統(tǒng)根據(jù)火車的車廂順序，并結(jié)合采集到翻車機(jī)的動作信息，準(zhǔn)確獲知哪些車廂已被卸載及卸載原料的重量等。

原料場自動控制及管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為四個部分：來料信息管理、受煤坑卸料控制管理、料場設(shè)備控制管理、料倉設(shè)備控制管理。系統(tǒng)采用雙服務(wù)器的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。雙服務(wù)器采用雙機(jī)熱備的模式，當(dāng)某一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障，另一臺服務(wù)器在無人干預(yù)的情況下自動地接管系統(tǒng)，并能獨(dú)立穩(wěn)定地

運(yùn)行。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)的功能，通過借助Internet網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對系統(tǒng)的訪問、修改、故障分析、系統(tǒng)排查等功能。當(dāng)現(xiàn)場操作人員需要對系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)、故障查詢時，我們在本地就可以直接接入系統(tǒng)，一步一步仔細(xì)地對操作工進(jìn)行指導(dǎo)。為了保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，我們對用戶設(shè)置不同級別的權(quán)限，并對網(wǎng)絡(luò)增加防火墻控制。

系統(tǒng)將服務(wù)器放置在距離現(xiàn)場較遠(yuǎn)的中控或調(diào)度室，并在中控（或調(diào)度室）操作臺上放置有監(jiān)控顯示器。操作工人能隨時對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、編制相應(yīng)的計(jì)劃、打印日志記錄等數(shù)據(jù)，同時，系統(tǒng)在操作界面設(shè)置有緊急情況處理和向下一級發(fā)送命令方案，在緊急情況下，系統(tǒng)允許操作工人停止現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行。

1 汽車來料信息管理

汽車來料信息管理對汽車運(yùn)載的物料在料場各區(qū)域的管理，包括過磅、回皮、采樣、卸料等工藝流程。因現(xiàn)場已存在過磅、回皮、采樣系統(tǒng)等，為了實(shí)現(xiàn)整個汽車作業(yè)區(qū)的管理，我們對汽車在受料坑、料場卸料的區(qū)域增加一臺計(jì)算機(jī)，實(shí)時記錄進(jìn)入該區(qū)域的汽車的信息，并接入到過磅、回皮、采樣系統(tǒng)局域網(wǎng)內(nèi)。

2 火車來料信息管理

火車來料信息管理不同于汽車來料信息管理，比汽車來料信息管理要簡單?；疖囆旭偟穆肪€固定，而汽車行駛的路線很隨便。實(shí)現(xiàn)火車來料信息管理的重點(diǎn)，在于識別火來運(yùn)載物料進(jìn)入企業(yè)時，需正確地識別出每列火車的車廂號碼，并準(zhǔn)確的記錄。我們采用應(yīng)用很廣泛的RFID火車車號識別天線，對火車車廂號碼的識別。

火車來料信息管理包括對火車車號的自動識別、采樣過磅處數(shù)據(jù)接口的采集、翻車機(jī)動作信息的采集等。

3 受煤坑卸料控制管理

受煤坑卸料控制管理是對進(jìn)入受煤坑的汽車，通過螺旋卸料機(jī)將汽車運(yùn)載的原料，卸載在受煤坑上，在打開受煤坑閥門后，通過輸送帶運(yùn)輸至料場或料倉。

4 料場設(shè)備控制管理

料場設(shè)備控制管理分為兩個主部分：一個是堆取料機(jī)控制管理；另一個是無軌機(jī)車位置識別及卸料管理。堆取料機(jī)控制管理采用千盟專利技術(shù)——感應(yīng)無線車上位置檢測技術(shù)，通過在堆取料機(jī)、軌道、中控室安裝一套車上位置檢測系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)與中控室之間的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)交換等。無軌機(jī)車位置識別及卸料管理采用無線及GPS定位技術(shù)，通過GPS實(shí)現(xiàn)無軌機(jī)車在料場區(qū)域的定位，由便攜式PDA實(shí)現(xiàn)無軌機(jī)車卸料管理，并以無線的方式將無軌機(jī)車卸料數(shù)據(jù)發(fā)送到中控室。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)料場的設(shè)備控制管理采用兩種不同的通信方式，感應(yīng)無線通信和工業(yè)無線通信。感應(yīng)無線是通過鋪設(shè)在堆取料機(jī)軌道邊沿，由安裝堆取料機(jī)上的天線箱發(fā)出頻率，與編碼電纜多處交叉位置產(chǎn)生磁場，而達(dá)到識別機(jī)車位置。感應(yīng)無線通信主要實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的位置檢測，堆取料機(jī)狀態(tài)信號的采集等。無線通信具有通信速率快、數(shù)據(jù)傳輸安全等優(yōu)點(diǎn)，主要實(shí)現(xiàn)汽車卸料數(shù)據(jù)的傳送、堆取料機(jī)堆取數(shù)據(jù)的傳送等。

5 布料設(shè)備自動控制管理

布料設(shè)備自動控制管理主要是根據(jù)采集輸送帶狀態(tài)信息、布料小車狀態(tài)信息、料倉料位信息，并根據(jù)布料工藝流程，實(shí)現(xiàn)料倉與中控室、布料小車與中控室的相互通信，PLC將所有的信息連接在一起，通過程控的方式，實(shí)現(xiàn)布料小車自動操作。

6 結(jié)語

原料場機(jī)車控制及管理系統(tǒng)，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過在設(shè)備上增加傳感器，通過實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的作業(yè)狀態(tài)，結(jié)合工藝流程，實(shí)現(xiàn)了升級堆取料機(jī)全自動操作、受煤坑螺旋卸料車自動操作、布料小車自動操作，提高設(shè)備的自動化程度，減少人工操作，大大提升了企業(yè)的自動化水平。

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作者簡介：郭洪榮（1980-），女，遼寧錦州人，唐山中潤煤化工有限公司工程師，研究方向：自動化儀表。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）