電機(jī)車裝載

王勇

關(guān)鍵字：編碼?自動信號?自動計(jì)量?無人值守

寶武資源馬鋼南山礦業(yè)高村鐵礦是目前華東地區(qū)最大的露天礦山之一，是寶武資源馬鋼南山礦業(yè)的重要糧倉。其產(chǎn)出的鐵礦石在采場破碎干選后，通過圓筒倉放礦，由電機(jī)車經(jīng)鐵路運(yùn)輸至選廠，再磨選成鐵精粉。

現(xiàn)狀：

高村采場圓筒倉放礦是一個給電機(jī)車裝料的固定裝載設(shè)備。它完整的操作過程就是由電機(jī)車配合對位，圓筒倉的放礦兩部分組成。其工作過程具體是：放礦操作人員給待放礦電機(jī)車亮進(jìn)車信號燈，電機(jī)車司機(jī)接受信號燈進(jìn)車信號后，以推進(jìn)的方式，控制電機(jī)車進(jìn)入圓筒倉下方放礦區(qū)，由調(diào)車員人工搖旗指揮電機(jī)車司機(jī)對好放礦車位，再由放礦操作人員通過電腦控制放礦機(jī)放礦。對位工作為人工信號，人工操作實(shí)現(xiàn)，而圓筒倉放礦為人工發(fā)出放礦指令，半自動操作完成。一次放礦一節(jié)車廂，每節(jié)車廂放礦，都必需先對好位后，再人工操作一次放礦指令，一趟電機(jī)車九節(jié)車廂，每裝一趟車，“對位——放礦”的過程要重復(fù)九次。同時，因?yàn)椴糠周噹噹透叨炔煌?，裝載物料的多少有所區(qū)別。還有車廂在裝卸過程中受物料潮濕影響，會出現(xiàn)沾幫的情況，因而每節(jié)車廂的物料裝載量也必然有差別，這些都需要放礦操作人員人工判斷每節(jié)車廂情況，適當(dāng)調(diào)整自動放礦時間，以控制每節(jié)車廂裝礦量，防止裝車虛噸位，或裝車過滿，漫礦到鐵道上，影響行車安全。

每趟電機(jī)車在圓筒倉裝礦完成后，運(yùn)往選廠料倉途中經(jīng)軌道衡重車稱重計(jì)量，在選廠料倉卸空后，電機(jī)車須再次經(jīng)軌道衡空車稱重計(jì)量，兩次稱量結(jié)果相差為凈裝礦量，這需要經(jīng)過手工計(jì)算，再通過電話聯(lián)系運(yùn)輸調(diào)度，人工核對的方式，與車號對應(yīng)起來，形成計(jì)量數(shù)據(jù)。這一過程是由人工完成的。

電機(jī)車從圓筒倉完成對位放礦后，經(jīng)過軌道衡稱重計(jì)量，到選廠料倉卸礦，卸完礦后，經(jīng)軌道衡空車稱重計(jì)量，再回到圓筒倉，這就構(gòu)成了一個完整的工作循環(huán)。日常的生產(chǎn)工作，就是由無數(shù)個這樣的循環(huán)組成。

由于馬鋼南山礦目前使用的電機(jī)車普遍為老式的?峰150直流電機(jī)車，從經(jīng)濟(jì)投入和使用環(huán)境考慮，這種老式的，有人駕駛電力機(jī)車改進(jìn)的意義并不大。所以，有人駕駛電力機(jī)車進(jìn)行礦物運(yùn)輸?shù)那闆r在短時間內(nèi)不會改變，在高村采場圓筒倉對位和凹選廠卸料只能采用人工操作

改進(jìn)目的：

針對以上這些現(xiàn)狀，我個人覺得可以進(jìn)行一些改進(jìn)。立足現(xiàn)有的條件，建立一個半自動化系統(tǒng)。圓筒倉放礦能夠自動發(fā)出進(jìn)車信號和對位信號，有人駕駛的電力機(jī)車在接受到信號后，以人工操作的方式可以較快速的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對位，再由圓筒倉放礦完成自動放礦;在圓筒倉完成裝載，電力機(jī)車在通過軌道衡時，還要能夠?qū)崿F(xiàn)自動稱重、計(jì)量;最終在圓筒倉放礦和軌道衡計(jì)量兩處實(shí)現(xiàn)無人值守，自動工作。

具體設(shè)想：

首先圍繞著“放礦裝載——重車計(jì)量——卸料——空車計(jì)量——放礦裝載”這個工作循環(huán)，建立以一個鐵路運(yùn)輸、圓筒倉放礦、軌道衡、選廠卸料倉為主要節(jié)點(diǎn)的工作網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)工作由各自的機(jī)算機(jī)控制處理。雖然從信息安全和生產(chǎn)安全角度考慮，各節(jié)點(diǎn)的機(jī)算機(jī)并不是完全互聯(lián)互通，但是工作循環(huán)中每個節(jié)點(diǎn)的都必可少的關(guān)聯(lián)信息卻是完全可以共享的。

整個工作循環(huán)中，地點(diǎn)和礦物料的量都是變化的，而電機(jī)車卻是相對固定的因而，是串聯(lián)起整個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。所以，鐵路運(yùn)輸計(jì)算機(jī)在整個網(wǎng)絡(luò)中至關(guān)重要。每臺電機(jī)車每節(jié)車廂信息均由它負(fù)責(zé)管理。要給每一列電機(jī)車的每一節(jié)車廂編碼，建立“身份信息”，形成二維編碼或條形編碼，在權(quán)限范圍內(nèi)，生產(chǎn)控制人員或者設(shè)備可以通過掃描這些編碼隨時掌握、讀取、填報(bào)每節(jié)車廂的車況信息、位置信息和裝載信息。同時它可以對選廠的生產(chǎn)量進(jìn)行時實(shí)計(jì)量統(tǒng)計(jì)，通過這些實(shí)時數(shù)據(jù)，可以反映出生產(chǎn)系統(tǒng)的即時生產(chǎn)狀況，為生產(chǎn)管控提供一定的依據(jù)。

其次，在工作循環(huán)中的圓筒倉放礦、軌道衡、選廠卸料倉三個主要節(jié)點(diǎn)增加傳感器，尤其是以掃碼裝置為主要的傳感器。

其中圓筒倉放礦機(jī)構(gòu)要至少再加裝三類傳感器，第一類傳感器為物料傳感器，用于監(jiān)測圓筒倉內(nèi)礦物料量的多少，確定貨源情況。第二類傳感器監(jiān)測放礦車位的鐵道情況是，確定鐵道是否安全，能否進(jìn)車。第三類傳感器是以掃碼裝置為主，不僅可以作為電機(jī)車對位傳感器，用于裝車對位，還可以進(jìn)行車廂裝載計(jì)數(shù)，同時也是圓筒倉放礦計(jì)算機(jī)讀取電機(jī)車車廂信息的“眼睛”。通過物料傳感器自動監(jiān)測的信息，確認(rèn)倉內(nèi)貨源是否充足;通過鐵道安全傳感器確認(rèn)倉下鐵道有無異常;具備進(jìn)車條件后，經(jīng)過放礦機(jī)算機(jī)處理，自動向電機(jī)車發(fā)出允許進(jìn)車信號。圓筒倉外等待的電機(jī)車司機(jī)接收進(jìn)車信號后，駛?cè)雸A筒倉下方的放礦位，圓筒倉對電機(jī)車車廂掃碼，放礦機(jī)算機(jī)發(fā)出相應(yīng)的對位信號，電機(jī)車司機(jī)根據(jù)信號，人工調(diào)整好車位，待車停穩(wěn)后，根據(jù)掃碼發(fā)出的信號，放礦機(jī)算機(jī)控制圓筒倉自動放礦。放礦過程中，放礦機(jī)算機(jī)還要讀取每節(jié)車廂相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，自動調(diào)節(jié)每節(jié)車廂的裝車量，既防止裝車過滿，形成礦物料拋灑，影響行車安全，又要保證裝車質(zhì)量，不“虛噸位”。整個過程只有電機(jī)車乘務(wù)參與，圓筒倉放礦可以實(shí)現(xiàn)無人值守。

礦物通過圓筒倉裝載至電機(jī)車上，送往選廠途中，需經(jīng)過軌道衡稱重計(jì)量。軌道衡處應(yīng)增加掃碼裝置，由此處的軌道衡機(jī)算機(jī)對經(jīng)過的每一列電機(jī)車的每一節(jié)車廂掃碼，讀取相應(yīng)的車輛信息，并自動填寫記錄相應(yīng)的重車稱重?cái)?shù)據(jù)。送至選廠卸完物料后，空車經(jīng)過軌道衡，再次掃碼，記錄相應(yīng)的空車稱重?cái)?shù)據(jù)，再經(jīng)軌道衡計(jì)算機(jī)自動將兩次稱重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算處理，最終完成本次稱重計(jì)量。同時空車的稱重?cái)?shù)據(jù)可做為圓筒倉放礦機(jī)算機(jī)控制放礦量多少的依據(jù)。整個過程可以由機(jī)算機(jī)完成，不需要人工操作。軌道衡也可以實(shí)現(xiàn)無人值守。

選廠卸料倉處主要放置兩類傳感器。一類是監(jiān)測料倉卸礦位鐵道的傳感器，主要是確定鐵道狀況，是否具備進(jìn)車卸礦的安全條件。另一類傳感器是掃碼裝置，和圓筒倉放礦掃碼裝置類似，用于卸車對位和卸車計(jì)數(shù)，同時也用于卸料倉計(jì)算機(jī)讀取電機(jī)車信息。

系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足：

該方案投資較少，技術(shù)難度不大，周期較短。但是在技術(shù)方面相對簡單平庸，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，屬于“小打小鬧”，沒有質(zhì)的跨越。特別是電機(jī)車沒有脫離有人駕駛，使的在“裝”與“卸”兩個主要環(huán)節(jié)上沒能夠從根本上實(shí)現(xiàn)智能化、無人化的目的。

方案中軟硬件均采取的冗余設(shè)計(jì)，給系統(tǒng)留下提升的空間。一旦電機(jī)車實(shí)現(xiàn)無人駕駛，該系統(tǒng)可以通過硬件擴(kuò)展和軟件升級，能夠繼續(xù)發(fā)揮作用。

結(jié)束語：

整個系統(tǒng)設(shè)想只是我個人的一種的思路，只是針對寶武資源馬鋼南山礦業(yè)目前的電力機(jī)車運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)現(xiàn)狀，與礦山系統(tǒng)中新興的半連續(xù)作業(yè)方式并不匹配。因而，該系統(tǒng)設(shè)想并不具備普遍性和代表性。