裝車系統(tǒng)的組成及安全警示

1、課 程 名 稱 裝車系統(tǒng)的組成及安全警示 （下）授課教師張 宏煤礦裝車系統(tǒng)0 引言快速裝車系統(tǒng)是一種將散裝物料按規(guī)定的質(zhì)量快速連續(xù)的稱量并 裝入列車車廂的系統(tǒng)，具有一次稱量、一次裝載、速度快、精度高等 特點。當(dāng)前在大型煤礦、非煤礦山等企業(yè)使用已經(jīng)非常廣泛，但由于 受鐵路技術(shù)水平及檢測技術(shù)的影響， 我國現(xiàn)有裝車系統(tǒng)至今沒有一家 實現(xiàn)全自動控制。某些環(huán)節(jié)仍然停留在手動、半自動裝車的水平。我 國煤礦的重車稱量是與裝車同步進(jìn)行， 一種方式是軌道衡置于跨線煤 倉倉口或膠帶輸送機卸料口下方， 邊裝車邊稱量，通過稱量控制裝車 ; 另一種方式是跨線多煤口裝車線， 軌道衡置于跨線煤倉出口， 人工預(yù) 裝車后稱量，

2、多退少補，往返兒次才能達(dá)到準(zhǔn)確裝車。隨著電了稱重 業(yè)的發(fā)展， 日前國外己采用大型定量倉快速裝車系統(tǒng)， 預(yù)先在定量倉 中按車皮標(biāo)重自動預(yù)裝倉， 待列車車廂行進(jìn)經(jīng)過定量倉倉口時， 自動 按車廂標(biāo)重裝車，實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確裝車?？焖俣垦b車系統(tǒng)主要由輸 煤系統(tǒng)、定量裝車機械設(shè)備、 三級自動取樣系統(tǒng)設(shè)備、 液壓控制系統(tǒng)、 電腦監(jiān)控系統(tǒng)等組成。1 快速定量裝車系統(tǒng)功能設(shè)計快速定量裝車系統(tǒng)通過計算機采集主上煤帶式給料機、 主上煤帶 式輸送機及各種現(xiàn)場設(shè)備的信號， 處理接收操作指令后發(fā)出正確的控 制指令，實現(xiàn)自動連續(xù)調(diào)節(jié)給料、定量自動裝車、二級取樣、清單打 印、動態(tài)圖面顯示等功能。1.1 裝車操作者選定與機車

3、（ 或調(diào)車絞車 ） 的速度、車型相適應(yīng)的給料量 后，被選擇的給料機給料， 給料量隨時由輸送帶秤 （核了秤） 反映出來， 在計算機內(nèi)部與設(shè)定的給料量比較， 從而調(diào)節(jié)給料機給料量， 兩者協(xié) 調(diào)一致，確保了裝車的連續(xù)和穩(wěn)定值，保證了連續(xù)自動調(diào)節(jié)給料。當(dāng)列車到裝車塔下時， 由系統(tǒng)控制放下裝車溜槽， 此時緩沖倉料 位己到合適的位置。 操作者按下稱重循環(huán)按鈕后， 緩沖倉下的 4 個配 料液壓平板閘門自動地向定量倉中卸料，同時稱重傳感器準(zhǔn)確地稱 重、控制完成定量配料。其后，由閘門控制向車廂中放料，料量放足 后由稱重傳感器控制排料平板閘門關(guān)閉。 而后車輛行駛車廂之間的空 檔距離，這期間緩沖倉又向定量倉繼續(xù)配料

4、， 為下一車廂裝車作準(zhǔn)備， 從而實現(xiàn)連續(xù)定量自動裝車。1. 2 取樣系統(tǒng)的二級取樣與快速定量裝車系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作， 在裝車的同時實 現(xiàn)煤炭的采樣、縮分、破碎、再縮分與裝罐工序 （ 圖 1）。 第一級取 樣機全截面比例截取主上煤輸送帶上的物料作為樣品， 通過一級給料 機將樣品送至第一級取樣機進(jìn)行取樣， 通過一級給料機送入樣品破碎 機，將樣品破碎至預(yù)定尺寸， 再送至第二級取樣機獲取最終樣品裝入 樣品容器。一級、二級所取樣品的余量通過相應(yīng)溜槽返回到緩沖倉。 二級取樣的樣品余量，每隔 1個車廂或 2 個車廂，經(jīng)過相應(yīng)溜槽、螺 旋輸送機及回料液壓平板閘門回到定量倉 1 次。A向圖I鋼結(jié)構(gòu)塔式定時裝車站I T

5、苔処立Tlf式輸送機;3 級取樣機;4級帶式給料機;3二級取樣機；6二級帶式給料機；7樣品破碎機;&一緩沖倉；9一三級敢樣機；10螺旋給料機；II -E料液壓平板剛門；12薦品容器;I 3 IK 倉；14 T5?制案；I右一液壓裝車閘門1.3打印裝車前先把車皮號、標(biāo)號和車皮質(zhì)量輸入計算機。當(dāng)某個車廂裝料完成后，計算機立即給出該車廂的車號、凈質(zhì)量、皮質(zhì)量、毛質(zhì)量、 累計質(zhì)量、裝車時間等一系列數(shù)據(jù)，并把需要的裝車清單打印出來。 直到最后一節(jié)車廂，計算機才讓裝車程序停止，并自動打出整列車的 總料質(zhì)量。1.4監(jiān)控裝車時，計算機將顯示所有設(shè)備的運行狀態(tài)，如給料機的起停、 帶式輸送機運行狀態(tài)、緩沖

6、倉煤位變化、各閘門開關(guān)狀態(tài)、二級取樣 系統(tǒng)各設(shè)備的運行狀況、定量倉煤量變化等，便于監(jiān)控整個裝車過程。箱煤倉3 nwnnl i0出料薦門1舉沖任二樣機定倉訃卡亙政樣初訃m料mhPI丄從機打印機I- 一 一"通訊電處圖2電腦監(jiān)控系統(tǒng)示點2.快速定量裝車系統(tǒng)的應(yīng)用2.1在太原選煤廠的應(yīng)用太原選煤廠經(jīng)過設(shè)備選型，通過考察論證，選用快速定量裝車系 統(tǒng)取代了原有手動裝車系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用的是美國 Rockwell 公司 Contra Logix系統(tǒng)系列的PLC對設(shè)備進(jìn)行控制，并于2005年對該裝 車系統(tǒng)進(jìn)行了改造?？焖俣垦b車系統(tǒng)采用一個定量倉和幾個運輸系統(tǒng)組成。運輸系 統(tǒng)（8, 10 道） 通

7、過輪葉給煤機向下輸送精煤， 然后經(jīng)過皮帶運輸機 417, 418 或者 419,421, 418 到達(dá)快速定量倉內(nèi)，該裝置稱重采用 4 個傳 感器支撐，該系統(tǒng)采用 ZIP 快速定量裝車控制系統(tǒng)，2.1.1 快速定量裝車系統(tǒng)綜述Contro Logix 是一種被稱為混合控制系統(tǒng)的新概念控制器， 為DCS系統(tǒng)提供了解決方案，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件RS NebvorX允許對ControNet 網(wǎng)上的任一模塊或框架或控制站進(jìn)行組態(tài)，對模塊的組態(tài) 達(dá)到點級。2.2.2 快速定量裝車系統(tǒng)的組成ZIP 快速定量裝車控制系統(tǒng)由以下部分組成：PLC柜,MCC柜、 操作臺、現(xiàn)場操作箱、上位機及打印機現(xiàn)場儀表。稱量倉的煤量是

8、由 拉姆齊MT2000靜態(tài)重量指示儀來測量并通過通訊接口發(fā)給PLC控制系統(tǒng)，由PLC來控制緩沖倉的4個閘板。操作員在控制室通過微機可 了解列車的裝車情況并進(jìn)行相關(guān)的操作， 也可通過操作臺對列車進(jìn)行 加煤?，F(xiàn)場操作箱主要是用戶檢修時可在現(xiàn)場操作設(shè)備。2.2 潞寧煤業(yè)公司的自動裝車系統(tǒng)為了解決車輛裝載過程中的超載、欠載問題，潞寧煤業(yè)公司與山 西聯(lián)通電子信息有限公司共同開發(fā)出了一套高效、 準(zhǔn)確實用的筒倉自 動裝車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。2.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成及原理自動裝車系統(tǒng)主要由輸送機、 測量單元 （ 含測速和測重單元 ）、控 制儀表、電氣裝置、刷卡系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) （光纖、光端機、交換機等 ）、 大屏幕顯示器、計

9、算機等構(gòu)成。裝煤車輛進(jìn)廠時通過磅房發(fā)卡給車主， 同時系統(tǒng)將與該卡對應(yīng)的 相關(guān)信息 （ 如合同號、限載值，車號、單位等 ） 存儲于和自動裝車系統(tǒng) 聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器，此后車輛稱皮重，并保存與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)至服務(wù)器， 當(dāng)該車到達(dá)指定裝車位置時刷卡， 裝車計算機系統(tǒng)根據(jù)卡號從服務(wù)器 讀取相關(guān)信息，并計算出裝車量，通過網(wǎng)絡(luò)傳送給智能儀表，同時將 相關(guān)信息 （ 如合同號、限載值，車號、單位等 ） 顯示到大屏慕顯示器， 工作人員開啟定量給料設(shè)備開始裝車。在裝車過程中測量單元把采集到的流量信號實時反饋給控制儀 表，當(dāng)實際下料量達(dá)到車輛額定載荷時， 控制儀表輸出自動停車信號， 系統(tǒng)自動停車， 避免了人工裝車過程中可能

10、出現(xiàn)的超載或欠載， 從而 達(dá)到了自動定量裝車的日的。 系統(tǒng)配備裝車數(shù)據(jù)修正功能， 當(dāng)裝車量 與過磅量出現(xiàn)誤差時， 授權(quán)工作人員可根據(jù)誤差量輸入校正值， 無需 經(jīng)常進(jìn)行停車調(diào)零和標(biāo)定， 大大提高工作效率。 為保證裝車的可靠性， 系統(tǒng)設(shè)計雙重控制方案， 如計算機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時， 該系統(tǒng)可從智能 儀表手動輸入裝車量， 同樣可以達(dá)到定量裝車的效果。 對于定量給料 控制系統(tǒng)，控制器通過實際測量值與日標(biāo)量進(jìn)行比較， 達(dá)到日標(biāo)量時，輸出控制信號至相應(yīng)的控制設(shè)備，從而停止設(shè)備，同時進(jìn)入下一個循環(huán)等待狀態(tài)。強亡.他液動I圖3 :系統(tǒng)組成2.3煤科總院北京高新技術(shù)開發(fā)中心研究的不同裝車系統(tǒng)中的裝車過程自動化2.3

11、.1采用煤礦裝車增補技術(shù)實現(xiàn)跨線多煤口裝車線裝車過程自動化系統(tǒng)工作原理：聯(lián)掛列車由調(diào)車絞車牽引，通過大型儲煤倉按體積預(yù)裝車，裝車量控制在額定裝載的 95%列車后的車廂依次經(jīng)過電 了軌道衡，自動稱得重量后，由微機系統(tǒng)自動去皮得到實際裝車量和 欠裝量，同時將欠裝量信號傳給位于電了軌道衡上方的煤量自載增補 系統(tǒng)；在重車?yán)^續(xù)行進(jìn)通過增補系統(tǒng)時，微機控制增補系統(tǒng)定量倉卸 料閘門自動開啟，以向該車廂按實際欠裝量補煤，補煤后裝車準(zhǔn)確度 優(yōu)于0. 5 %,符合鐵路運輸要求，整車稱量精度優(yōu)于 GB/ T17167企業(yè)能源計量器具配備和竹理導(dǎo)則規(guī)定的 0. 3%的要求;最后自動打印輸出單節(jié)車廂報表和整列車的實際裝

12、車量232采用煤礦用微機電子軌道衡實現(xiàn)單點裝車系統(tǒng)裝車過程自動化系統(tǒng)原理：聯(lián)掛列車車廂依次進(jìn)入煤倉下，當(dāng)計算機判別到第1節(jié)車廂到位時，發(fā)出控制信號，啟動給定煤倉下帶式輸送機和給料機， 通過膠帶秤檢測煤流流量，自動控制列車調(diào)車絞車運行速度， 保證列 車通過卸料口時，能按確定輸煤量準(zhǔn)確裝車。膠帶機輸送的煤經(jīng)雙向 溜槽后日進(jìn)入車廂，通過車廂軌輪上軌道衡臺面位置的邏輯判別， 達(dá) 到預(yù)定要求后，自動改換雙向溜槽到前溜槽口裝車。 當(dāng)本車廂第4個 軌輪上軌道衡臺面后，定重控制雙向溜槽向后一節(jié)車廂卸煤 （第2節(jié) 車廂），使列車順利通過車節(jié)，同時自動稱重計量，記錄該車毛重。依此類推。當(dāng)裝最后一節(jié)車廂時，按預(yù)設(shè)時

13、間提前關(guān)閉給料機，待最后一節(jié)車廂第4輪上臺面后，定重或定時關(guān)閉帶式輸送機，并收回溜煤槽，等待下一次裝車。最后，通過統(tǒng)計報表軟件將稱量結(jié)果按序打 uD uE3 O B cj o 0 tj K 0?5 rv u 7T卅#I F上71丁廠才盧F2 d * * F # * # * d *上廠,廠* F *她動兩用迪機電于軌道新圖5 :煤礦單點裝車自動裝載與計量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖233采用大型定量倉快速裝車系統(tǒng)實現(xiàn)快速準(zhǔn)確裝車系統(tǒng)原理：大型定量倉快速裝車系統(tǒng)是基于大型定量料斗秤的工 作原理。首先，通過給料機和帶式輸送機經(jīng)緩沖倉向定量倉按車廂標(biāo) 重預(yù)裝煤，當(dāng)達(dá)到車廂標(biāo)重后，關(guān)閉緩沖倉閘門 ；等待行進(jìn)車廂到位 后，打開定量倉閘門進(jìn)行煤炭定量裝車，通過卸料溜槽控制裝車速度， 使裝載過程不受行車速度影響。卸空后，關(guān)閉定量倉閘門，按下節(jié)車 廂標(biāo)重重新預(yù)裝載。整套系統(tǒng)由可編程序控制器控制輸煤系統(tǒng)預(yù)裝 載、定量控制和向車皮中卸載。I#圖6:煤礦大型定量倉快速定重裝車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖234自動化裝配煤系統(tǒng)在高莊煤礦的研究與應(yīng)用系統(tǒng)原理：如圖7所示，該系統(tǒng)共有8個精煤倉，由8臺給煤機給煤,分別為由18號電機控制；另外有4個原煤倉，由4臺給煤機給煤，分別為由913號電機控制。煤通過給煤皮帶運輸?shù)骄彌_倉經(jīng)卸料口 進(jìn)行裝車，皮帶有1臺電機帶動，即13號電機。由1517號電機控 制卸料口的翻轉(zhuǎn)，以及由14號電機