淺析翻車機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)

李果

摘 要：對(duì)翻車機(jī)原控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，增加聯(lián)鎖保護(hù)邏輯、優(yōu)化自動(dòng)控制程序、控制系統(tǒng)硬件改造、現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備升級(jí)，降低了系統(tǒng)設(shè)備的故障率，降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，減少維護(hù)成本及維護(hù)工作量，從而提高設(shè)備運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：翻車機(jī)；控制系統(tǒng)；聯(lián)鎖保護(hù)；PLC

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）29-0034-02

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

翻車機(jī)卸車系統(tǒng)是用于電廠、港口、冶金、煤炭、焦化等企業(yè)的大型自動(dòng)卸車系統(tǒng)，可翻卸50t～70t鐵路敞車所裝載的散粒物料。該系統(tǒng)卸車作業(yè)能力大約為每小時(shí)22節(jié)重車。卸車系統(tǒng)為全線自動(dòng)運(yùn)行（除人工摘鉤），如需要可調(diào)整為單機(jī)自動(dòng)運(yùn)行或就地操作。該系統(tǒng)由翻車機(jī)、重調(diào)機(jī)及軌道裝置、空調(diào)機(jī)及軌道裝置、遷車臺(tái)、夾輪器、灑水除塵裝置、止擋器組成。翻車機(jī)控制系統(tǒng)為SIEMENS公司S7-300，上位軟件WINCC。

2 存在問題

自開車運(yùn)行以來，本單位系統(tǒng)運(yùn)行問題較多，前期無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻車，后期在自動(dòng)翻車過程中故障頻發(fā)，其中發(fā)生兩次較大事故，一次為翻車機(jī)在翻車過程中重車脫落，造成車體、翻車機(jī)壓梁等設(shè)備損壞，另一次在遷車臺(tái)發(fā)生兩臺(tái)空車相撞，造成車體、控制盤及配電間等設(shè)備設(shè)施損壞，類似故障對(duì)設(shè)備及人員安全造成極大威脅。

3 改進(jìn)方案

為整改翻車機(jī)卸車系統(tǒng)翻車機(jī)自動(dòng)翻車?yán)щy及翻車過程故障頻發(fā)的問題，從系統(tǒng)軟硬件四個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

3.1 增加聯(lián)鎖保護(hù)邏輯

原聯(lián)鎖保護(hù)邏輯設(shè)置簡(jiǎn)略，僅對(duì)涉及人身安全方面進(jìn)行設(shè)置，但對(duì)遷車、車輛調(diào)動(dòng)等聯(lián)鎖邏輯設(shè)置不完善，由此發(fā)生較多重大事故，增加以下三個(gè)方面保護(hù)邏輯：（1）在遷車臺(tái)上加裝了一臺(tái)反射板型光電開關(guān)，光電開關(guān)與反射板分別位于鐵軌的兩側(cè)。增加空車檢測(cè)光電開關(guān)，并做了光電開關(guān)長時(shí)間被遮擋報(bào)警聯(lián)鎖，當(dāng)遷車臺(tái)上空車放置時(shí)間超過3min，自動(dòng)程序停止，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空車自動(dòng)監(jiān)測(cè)的雙重保護(hù)，避免空車相撞事故。（2）將“遷車臺(tái)無車皮”條件中兩臺(tái)四計(jì)軸計(jì)數(shù)器串聯(lián)改為并聯(lián)，原邏輯中“遷車臺(tái)無車皮”成立條件為兩臺(tái)四計(jì)軸計(jì)數(shù)器均檢測(cè)車輪數(shù)量為零，改為任意一臺(tái)四計(jì)軸計(jì)數(shù)器檢測(cè)車輪數(shù)量為零，防止因一臺(tái)計(jì)數(shù)器故障引起兩車相撞事故。（3）增加翻車機(jī)編碼器脫軸故障報(bào)警，報(bào)警延時(shí)設(shè)為10s，避免翻車機(jī)無法獲取位置信息發(fā)生次生事故，同時(shí)設(shè)置延時(shí)保證自動(dòng)卸車的正常運(yùn)行，避免發(fā)生誤報(bào)影響卸車效率。

3.2 自動(dòng)控制程序優(yōu)化

自動(dòng)翻車無法正常運(yùn)行與原控制程序有直接關(guān)系，大大降低設(shè)備生產(chǎn)效率，從以下四個(gè)方面優(yōu)化程序及操作，實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)自動(dòng)翻車：（1）優(yōu)化空調(diào)機(jī)摘鉤邏輯：原邏輯中“空調(diào)機(jī)推車條件”與“推車摘鉤區(qū)”條件都是由編碼器位置決定的，原邏輯中兩個(gè)區(qū)域有一部分是重合的，因此當(dāng)空調(diào)機(jī)行至摘鉤區(qū)摘鉤后，推車條件依然滿足，空調(diào)機(jī)依然推空車，導(dǎo)致空調(diào)機(jī)摘鉤后又撞鉤前行。現(xiàn)將編碼器重新分配區(qū)域，使“空調(diào)機(jī)推車條件”與“推車摘鉤區(qū)”無重合區(qū)域，避免空調(diào)機(jī)摘鉤后繼續(xù)前行。（2）控制程序中增加重調(diào)機(jī)、空調(diào)機(jī)編碼器行程換算邏輯，將編碼器的位數(shù)轉(zhuǎn)換為以“米”為單位的行程，并在WINCC中增加行程顯示，實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)、重調(diào)機(jī)、空調(diào)機(jī)位置的動(dòng)態(tài)畫面，使得工藝操作員可以在監(jiān)控畫面中實(shí)時(shí)操盤，及時(shí)處理突發(fā)情況。（3）在WINCC中增加翻車機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間顯示，幫助操作人員判斷翻車機(jī)運(yùn)行狀況，同時(shí)提醒設(shè)備維保人員及時(shí)進(jìn)行強(qiáng)制保養(yǎng)工作，防止設(shè)備帶病運(yùn)行。（4）完善WINCC中的實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)記錄，趨勢(shì)記錄點(diǎn)包括：翻車機(jī)、重調(diào)機(jī)、空調(diào)機(jī)的編碼器行程，翻車機(jī)、重調(diào)機(jī)、空調(diào)機(jī)、遷車臺(tái)的電流以及四計(jì)軸計(jì)數(shù)，使得設(shè)備故障發(fā)生后可以迅速定位故障點(diǎn)，查找故障根本原因，盡快整改缺陷。

3.3 控制系統(tǒng)硬件改造

控制系統(tǒng)采用西門子S7-300，上位軟件WINCC，為保證系統(tǒng)運(yùn)行正常，針對(duì)控制系統(tǒng)改進(jìn)功能如下：（1）翻車機(jī)控制站加裝隔離模塊，由翻車機(jī)、重調(diào)機(jī)、空調(diào)機(jī)和遷車臺(tái)驅(qū)動(dòng)柜來的電流信號(hào)經(jīng)隔離模塊后引入PLC的AI卡，消除電氣大電流信號(hào)竄入，燒毀24V控制電源和AI卡件的隱患。（2）增加一臺(tái)工程師站，便于在線分析翻車機(jī)系統(tǒng)故障原因，縮短故障處理時(shí)間。（3）翻車機(jī)控制站加裝一臺(tái)24V控制電源和配套冗余模塊，原單電源供電改為雙電源供電，并且兩臺(tái)電源可無擾切換。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)儀表升級(jí)

（1）針對(duì)編碼器聯(lián)軸器多次斷裂問題，更換新型編碼器聯(lián)軸器，采用金屬連接部件，避免設(shè)備應(yīng)力損壞，至今無聯(lián)軸器斷裂故障。（2）翻車機(jī)液壓站加裝一臺(tái)壓力變送器，作為液壓站供油壓力指示。液壓站內(nèi)原有兩臺(tái)就地壓力表，現(xiàn)將一臺(tái)就地壓力表拆下，在原位置安裝壓力變送器，組態(tài)后，在WINCC中顯示，幫助操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓站供油壓力，及早發(fā)現(xiàn)油壓異常，避免翻車機(jī)發(fā)生安全事故。

4 實(shí)施效果

實(shí)施翻車機(jī)控制程序、聯(lián)鎖保護(hù)邏輯、系統(tǒng)硬件、現(xiàn)場(chǎng)儀表各方面的完善優(yōu)化后，翻車機(jī)運(yùn)行正常，脫車、撞車等重大故障未再發(fā)生，控制系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)儀表故障率大大降低，改進(jìn)方案提高了翻車機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，有效的降低了非計(jì)劃停車的風(fēng)險(xiǎn)，減少了事故隱患，保障了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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