煤礦快速裝車系統(tǒng)

1、神華神東煤炭集團(tuán)快速裝車系統(tǒng)教材目 錄第一章 快速裝車系統(tǒng)概述2第二章 快速裝車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)5第一節(jié) 快速裝車系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)5第二節(jié) 快速裝車系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)10第三章 自動(dòng)控制系統(tǒng)12第一節(jié) 自動(dòng)控制原理12第二節(jié) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能15第三節(jié) 快速裝車系統(tǒng)中的各類保護(hù)21第四章 稱重系統(tǒng)26第一節(jié) 稱重系統(tǒng)基本知識(shí)26第二節(jié) 稱重傳感器31第三節(jié) 稱重儀表36第五章 液壓系統(tǒng)42第一節(jié) 液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能42第二節(jié) 動(dòng)力元件43第三節(jié) 執(zhí)行元件45第四節(jié) 液壓控制閥49第五節(jié) 輔助元件57第六節(jié) 工作介質(zhì)62第七節(jié) 快速裝車液壓系統(tǒng)工作原理63第一章 快速裝車系統(tǒng)概述快速裝車系統(tǒng)

2、是我國(guó)在二十世紀(jì)八十年代從國(guó)外引進(jìn)的一種新型列車裝載系統(tǒng)，它能夠快速地將固體物料連續(xù)裝載到行進(jìn)中的火車車廂中，特別適合大型采礦企業(yè)產(chǎn)品的裝車外運(yùn)。在采礦業(yè)比較發(fā)達(dá)的美國(guó)、南非等國(guó)家，快速裝車系統(tǒng)非常普及。神東現(xiàn)有不同廠家、不同類型的快速裝車系統(tǒng)17套，正在建設(shè)的有2套，是目前我國(guó)使用快速裝車系統(tǒng)最早、使用數(shù)量最多、技術(shù)水平最高的企業(yè)。11神東快速裝車系統(tǒng)發(fā)展過程1996年以前，神東僅有大柳塔和補(bǔ)連塔兩套簡(jiǎn)易裝車系統(tǒng)。1996年初，神東從美國(guó)引進(jìn)的第一套快速裝車系統(tǒng)在大柳塔環(huán)線裝車站建成投用。1998年開始，隨著神東的整合以及公司煤炭產(chǎn)量以每年千萬(wàn)噸的水平增長(zhǎng)，神東于1999年、2000年從南非

3、和美國(guó)引進(jìn)了三套快速裝車系統(tǒng)，分別在上灣、大柳塔環(huán)線內(nèi)環(huán)和榆家梁建成投用，同時(shí)對(duì)補(bǔ)連塔舊裝車系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造。從2001年起，為降低成本，加快進(jìn)口設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，公司原運(yùn)銷處工程技術(shù)人員創(chuàng)新思路，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，通過消化吸收進(jìn)口裝車系統(tǒng)的技術(shù)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家開發(fā)研制了國(guó)產(chǎn)快速裝車系統(tǒng)，分別在烏蘭木倫、保德、哈拉溝、石圪臺(tái)、補(bǔ)連塔、榆家梁、布爾臺(tái)、韓家村、錦界等處建成投產(chǎn)，每套快速裝車系統(tǒng)的年生產(chǎn)能力都能達(dá)到1200萬(wàn)噸以上，為公司建成億噸礦區(qū)提供了有力保證。12快速裝車系統(tǒng)的特點(diǎn)快速裝車系統(tǒng)是以自動(dòng)控制的方式快速并連續(xù)地將固體物料按設(shè)定的重量裝載到以一定速度行進(jìn)的列車中的一種高效定量裝車系

4、統(tǒng)。相對(duì)于簡(jiǎn)易裝車系統(tǒng)以及使用裝載機(jī)裝車的集裝站，快速裝車系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)非常突出。首先，快速裝車系統(tǒng)自動(dòng)化程度非常高，系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備都是通過PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制與操作的，所有設(shè)備的運(yùn)行故障等信息都在控制計(jì)算機(jī)屏幕上顯示。設(shè)備運(yùn)行可靠，系統(tǒng)內(nèi)用人少。其次是裝車速度快，裝62噸一節(jié)車一般用時(shí)為60秒，最快能達(dá)到40秒，裝66節(jié)整列車用時(shí)為50分鐘至80分鐘。第三是裝車精度高，稱重倉(cāng)靜稱重精度為±0.1%，每節(jié)車皮的裝車精度±0.3%，整列車裝車精度±0.3%。第四是裝車質(zhì)量好，車皮表面平整，無偏載，完全符合鐵路運(yùn)行要求。第五是環(huán)保性能優(yōu)，整個(gè)系統(tǒng)的裝車過程為全封

5、閉式，裝過的車皮表面又經(jīng)過碾壓固化封塵，撒煤少、煤塵少，對(duì)環(huán)境污染小。13快速裝車系統(tǒng)的工藝流程神東商品煤生產(chǎn)的的流程為：礦井通過采掘運(yùn)將原煤送入原煤倉(cāng)內(nèi)，礦井對(duì)應(yīng)的選煤廠將原煤洗選加工成不同的煤炭產(chǎn)品送入產(chǎn)品倉(cāng)內(nèi)，各選煤廠對(duì)應(yīng)的裝車站點(diǎn)按照客戶的需求將煤炭產(chǎn)品裝車外運(yùn)?？梢钥闯?，快速裝車系統(tǒng)是神東商品煤生產(chǎn)過程中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。相對(duì)于礦井和選煤廠的生產(chǎn)系統(tǒng)，快速裝車系統(tǒng)的設(shè)備工藝流程比較簡(jiǎn)單，常見的是將產(chǎn)品倉(cāng)內(nèi)煤炭通過給煤機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、緩沖倉(cāng)、定量（稱重）倉(cāng)以及裝載溜槽裝入行進(jìn)的火車車廂內(nèi)（如圖1-1）。針對(duì)低產(chǎn)量、單一煤種的礦井，原運(yùn)銷處工程技術(shù)人員研究開發(fā)了無給料運(yùn)輸系統(tǒng)的混凝土倉(cāng)

6、結(jié)構(gòu)裝車系統(tǒng)，將產(chǎn)品倉(cāng)直接作為緩沖倉(cāng)，減少了膠帶機(jī)、給煤機(jī)等設(shè)備，精簡(jiǎn)了工作人員，生產(chǎn)成本大幅降低。其設(shè)備工藝流程如圖1-2。14快速裝車系統(tǒng)的組成按照國(guó)外生產(chǎn)廠家的定義，快速裝車系統(tǒng)由裝載系統(tǒng)（包括緩沖倉(cāng)、定量（稱重）倉(cāng)以及裝載溜槽等塔樓設(shè)備）、給料系統(tǒng)（包括膠帶機(jī)、給煤機(jī)）和采樣系統(tǒng)（包括煤炭采制樣及分析化驗(yàn)設(shè)備）三部分組成。每個(gè)系統(tǒng)都有自己的PLC遠(yuǎn)程控制站和供配電設(shè)施。實(shí)際上，由于上世紀(jì)九十年代引進(jìn)快速裝車系統(tǒng)時(shí)公司只采購(gòu)了裝車系統(tǒng)的核心設(shè)備，包括裝車塔樓鋼結(jié)構(gòu)、PLC控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)以及采樣系統(tǒng)，而其它如膠帶機(jī)、給煤機(jī)等通用機(jī)械都采用了國(guó)產(chǎn)設(shè)備，再加上后來公司煤炭采制樣和

7、分析化驗(yàn)業(yè)務(wù)的重新劃分，裝車系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就不包含采樣系統(tǒng)，因此我們現(xiàn)在所說的快速裝車系統(tǒng)指的是裝車塔樓設(shè)備，膠帶機(jī)、給煤機(jī)等設(shè)備和防凍液系統(tǒng)、固化劑噴灑系統(tǒng)作為了快速裝車系統(tǒng)的配套設(shè)施。圖1-2無給料運(yùn)輸系統(tǒng)的快速裝車系統(tǒng)工藝流程圖由于快速裝車系統(tǒng)是由國(guó)外引進(jìn)的，很多名詞術(shù)語(yǔ)都是從英文翻譯而來，不同的人理解程度不一樣，國(guó)際國(guó)內(nèi)也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此一些名詞術(shù)語(yǔ)的叫法可能有多種，看書過程中可根據(jù)自己的習(xí)慣理解。本書中大都以美國(guó)KSS公司的快速裝車系統(tǒng)為例展開說明的，主要原因有：一是神東最早引進(jìn)的是該公司產(chǎn)品，1994年底簽訂的采購(gòu)合同，1996年初一期建成投用；二是該產(chǎn)品技術(shù)成熟，設(shè)計(jì)考慮周全，是現(xiàn)

8、在國(guó)內(nèi)多數(shù)裝車系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)模板；三是該系統(tǒng)圖紙、說明書、操作手冊(cè)等資料齊全。 復(fù)習(xí)題：1、簡(jiǎn)述快速裝車系統(tǒng)的特點(diǎn)。2、簡(jiǎn)述快速裝車系統(tǒng)的工藝流程。第二章 快速裝車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)目前，神東礦區(qū)使用的快速裝車系統(tǒng)主要分為兩種：全鋼結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)（含有給料運(yùn)輸設(shè)備）和混凝土產(chǎn)品倉(cāng)下快速裝車系統(tǒng)（無給料運(yùn)輸設(shè)備）。全鋼結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)分進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)兩種類型，以美國(guó)的卡那瓦度量衡（KSS）公司的產(chǎn)品最為典型，國(guó)產(chǎn)的全鋼結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)和混凝土產(chǎn)品倉(cāng)下快速裝車系統(tǒng)也是在借鑒此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，因此，本章主要以KSS快速裝車系統(tǒng)為例進(jìn)行闡述。第一節(jié) 快速裝車系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)2.1.1快速裝車

9、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.1.1.1全鋼結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)全鋼結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)，主要是由一個(gè)重型鋼結(jié)構(gòu)支撐架系統(tǒng)、一個(gè)緩沖倉(cāng)、一個(gè)稱重倉(cāng)、一個(gè)裝車溜槽及相應(yīng)的配料稱重系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)，配電以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等共同組成。其主要配套系統(tǒng)有產(chǎn)品倉(cāng)下給料系統(tǒng)和膠帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)。其它輔助系統(tǒng)還有三級(jí)采樣系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、防凍攪拌噴灑系統(tǒng)及封塵固化劑噴灑系統(tǒng)等。裝車系統(tǒng)示意如圖2-1所示。2.1.1.2混凝土產(chǎn)品倉(cāng)下快速裝車系統(tǒng)該系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)是在直徑22米產(chǎn)品倉(cāng)下建設(shè)裝車鐵路線，安裝稱重倉(cāng)和旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)式裝車溜槽，將產(chǎn)品倉(cāng)作為緩沖倉(cāng)，裝有四套雙翼平板式配料閘門，直接給稱重倉(cāng)配煤。其液壓系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)均選用與KSS

10、公司類似的產(chǎn)品。這種系統(tǒng)吸收了其它幾種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，裝車速度及系統(tǒng)性能均有大幅提高，一次性投資成本大大降低，設(shè)備減少，用人減少，占地面積小，同時(shí)也降低了裝車生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)不能配煤，僅適用于生產(chǎn)單一品種的煤礦或選煤廠，如同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)品種，則需建相應(yīng)數(shù)目的裝車系統(tǒng)。同時(shí)，由于是單一產(chǎn)品倉(cāng)，其緩沖余量也受到了一定的限制。2.1.2快速裝車系統(tǒng)緩沖倉(cāng)的結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)的緩沖倉(cāng)容量約為300t, 倉(cāng)的上半部為長(zhǎng)方體，下半部分為四個(gè)倒四棱錐形的漏斗，漏斗口為正方形，在四個(gè)漏斗口下方裝有四套雙翼式液壓平板閘門，用作向稱重倉(cāng)配料。倉(cāng)壁外殼為8mm厚碳鋼板（垂直和傾斜側(cè)）,緩沖倉(cāng)內(nèi)壁襯10mm厚不銹鋼耐磨

11、板或雙金屬?gòu)?fù)合耐磨板。緩沖倉(cāng)示意如圖2-2、圖2-3所示。2.1.3快速裝車系統(tǒng)稱重倉(cāng)的結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)稱重倉(cāng)的容量為100t，側(cè)板相對(duì)水平面的傾角為60°，稱重倉(cāng)下部漏斗口為正方形，尺寸為1524×1524mm，漏斗口下裝有一套雙翼式液壓平板閘門，用做裝車卸料，倉(cāng)壁外殼為8mm厚碳鋼板，內(nèi)壁襯10mm厚A304不銹鋼耐磨板或雙金屬?gòu)?fù)合耐磨板，倉(cāng)體外壁加固，支撐稱重測(cè)試系統(tǒng)。稱重倉(cāng)示意如圖2-4所示。 圖2-1 KSS快速裝車系統(tǒng)塔樓結(jié)構(gòu)圖1、緩沖倉(cāng)； 2、定量倉(cāng)； 3、集控操作室； 4、裝車溜槽 圖2-2 緩沖倉(cāng)正視圖 圖2-3 緩沖倉(cāng)下半部分俯視圖 圖2-4 定量倉(cāng)頂部

12、俯視圖 圖2-3 定量倉(cāng)正視圖圖2-5 定量倉(cāng)下半部分俯視圖 1、定量倉(cāng)頂部漏斗口； 2、稱重傳感器支承座； 3、卸料閘門； 4、定量倉(cāng)底部漏斗口2.1.4裝車溜槽的結(jié)構(gòu) 裝車溜槽主要有兩種形式：水平移動(dòng)垂直伸縮式和旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)式。KSS系統(tǒng)使用的是水平移動(dòng)垂直伸縮式溜槽，其余均為旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)式溜槽。2.1.4.1水平移動(dòng)垂直伸縮式裝車溜槽的結(jié)構(gòu)裝車伸縮溜槽的內(nèi)溜槽開口尺寸為1524×1524mm，與稱重倉(cāng)卸料平板閘門相配。外溜槽通過兩個(gè)重型液壓油缸與內(nèi)溜槽相連接。內(nèi)外溜槽通過滑道與滾輪相配合，如圖2-6所示。內(nèi)外溜槽內(nèi)表面均裝有10mm厚的A304不銹鋼耐磨板或雙金屬?gòu)?fù)合耐磨板。外溜槽伸降

13、油缸缸徑為80mm，行程為1100mm。整個(gè)溜槽設(shè)計(jì)防塵， 通風(fēng)良好，卸料口裝有防塵、防撞、平煤用的裙板，既防塵，又起到平煤器的作用，同時(shí)又起到在特殊情況下溜槽與車廂相撞時(shí)防止溜槽損壞的作用。溜槽下部還裝有防撞保護(hù)開關(guān)，防止裝車過程中溜槽與車廂相撞。溜槽安裝有水平行走裝置，型式有二種，一種為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪、齒條傳動(dòng)的滾輪滑道型，另一種為液壓油缸驅(qū)動(dòng)的滾輪滑道型。目前神東礦區(qū)使用的均為液壓油缸驅(qū)動(dòng)型式。水平行走裝置的作用是在系統(tǒng)停止裝車時(shí)將裝車溜槽移到側(cè)旁的停放位置，給機(jī)車讓出通過的通道。在水平行走滑道上安裝有限位開關(guān)，用以指示溜槽的停放位置和裝載位置，實(shí)現(xiàn)安全閉鎖，在裝車溜槽不完全到裝載位

14、置時(shí)，稱重倉(cāng)卸料閘門不會(huì)打開。設(shè)計(jì)安裝了斷電自動(dòng)提升保護(hù)，可以在系統(tǒng)突然斷電的情況下，使裝車溜槽自動(dòng)提升到最高位，防止車皮與溜槽發(fā)生碰撞。圖2-6 水平移動(dòng)垂直伸縮式裝車溜槽的結(jié)構(gòu)示意圖（無斗裙）2.1.4.2擺動(dòng)式裝車溜槽的結(jié)構(gòu)擺動(dòng)式裝車溜槽由內(nèi)外溜槽組成，如圖1-7所示。內(nèi)溜槽通過橫梁結(jié)構(gòu)固定在塔架下方，外溜槽懸掛在內(nèi)溜槽兩側(cè)的樞軸上。裝車時(shí)，通過液壓油缸牽引鋼絲繩使外溜槽繞樞軸擺動(dòng)來控制裝載高度，并可關(guān)斷定量倉(cāng)內(nèi)的流出物料。外溜槽在設(shè)計(jì)時(shí)分為兩段，下段溜槽在與列車發(fā)生誤撞時(shí)會(huì)脫落，以保證不損壞溜槽的主要部位。與垂直伸縮式裝車溜槽相比，擺動(dòng)式裝車溜槽的特點(diǎn)是：1、由于溜槽能最大限度地接近車

15、廂，可按要求自動(dòng)平整物料，使物料落入車廂的距離縮短，大大減少了落塵的飛揚(yáng)；2、使向車廂送料過程中的流通渠道得以擴(kuò)展，可利用溜槽的容積，而不影響定量倉(cāng)大量快速送物料，有效的提高了配料速度。圖2-6 旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)式裝車溜槽的結(jié)構(gòu)示意圖2.1.5閘門的結(jié)構(gòu)快速裝車系統(tǒng)的閘門有兩種：緩沖倉(cāng)配料閘門和裝車卸料閘門。兩種閘門形式相同，只是在尺寸和配件選型方面有所差別。2.1.5.1緩沖倉(cāng)配料閘門的結(jié)構(gòu)雙翼式閘門，打開時(shí)尺寸為1219×1219mm，使用不銹鋼蓋板和橡膠密封防塵，用軟連接布與稱重倉(cāng)進(jìn)料口相連。每片閘板上方裝有兩個(gè)非接觸式接近開關(guān)，用以探測(cè)閘板的開、閉位置。閘板由25mm厚的鋼板上裝有1

16、0mm厚A304不銹鋼耐磨板組成，每片閘板上裝有CF2 1/2SB型托輪12個(gè)，每片閘板配裝一缸徑63mm，行程662mm的重型液壓油缸來驅(qū)動(dòng)閘門的打開和關(guān)閉。如圖2-7所示2.1.5.2裝車卸料閘門的結(jié)構(gòu)雙翼式閘門，打開時(shí)尺寸為1524×1524mm，使用不銹鋼蓋板和橡膠密封防塵，用軟連接布與裝車溜槽上方的導(dǎo)料槽口相連。每片閘板上方裝有兩個(gè)非接觸式接近開關(guān)，用以探測(cè)閘板的開、閉位置。閘板由30mm厚的鋼板上裝有10mm厚的A304不銹鋼耐磨板組成，每片閘板下裝有CF2 1/4SB型托輪12個(gè)，每片閘板配裝一缸徑為83mm，行程為775mm的重型液壓油缸來驅(qū)動(dòng)閘門的打開和關(guān)閉。如圖2

17、-7所示。圖2-7 閘門結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié) 快速裝車系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)2.2.1KSS快速裝車系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)快速裝車系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大裝車速度為5300噸/小時(shí)，稱重系統(tǒng)的靜稱重精度為±0.1%，給每節(jié)車皮的裝車精度為0.3%，每節(jié)車皮裝車誤差不超過200Kg。要求列車的牽引速度為，可適應(yīng)C61、C62、C63、C64、C70、C80等多種型號(hào)的車皮。適應(yīng)的物料粒度為0-13mm、13-50mm及50mm以上等多種規(guī)格。給稱重倉(cāng)配100噸物料的速度平均可達(dá)10秒種，裝一節(jié)車皮（62t）的速度平均在60秒左右，最快可達(dá)40秒。2.2.2 KSS裝車液壓系統(tǒng)主要設(shè)備及其參數(shù)安裝了一套雙電機(jī)雙泵液

18、壓系統(tǒng)，為緩沖倉(cāng)、稱重倉(cāng)閘門開閉溜槽行走、伸降及測(cè)試法碼提升等提供動(dòng)力。電機(jī)功率為55kW，液壓泵為單作用葉片泵，工作壓力為13MPa，流量為185L/min。液壓系統(tǒng)配有適當(dāng)數(shù)量的蓄能器，用以補(bǔ)償和平衡系統(tǒng)的流量和壓力。裝有一個(gè)熱油循環(huán)系統(tǒng)和一個(gè)散熱冷卻系統(tǒng)，用以保證液壓系統(tǒng)的正常工作溫度，液壓系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和工作原理見第四章。液壓系統(tǒng)主要為緩沖倉(cāng)配煤閘板、稱重倉(cāng)下端放煤閘板即裝車平板閘門和試重砝碼的提升、裝車溜槽的升降和水平移動(dòng)提供液壓力。其性能直接影響著裝車速度的快慢。要求每片閘板可實(shí)現(xiàn)連續(xù)迅速可靠的動(dòng)作，溜槽升降靈活、隨機(jī)。緩沖倉(cāng)和稱重倉(cāng)液壓閘板的動(dòng)作方式，是同時(shí)動(dòng)作還是分步動(dòng)作，直接

19、決定著緩沖倉(cāng)向稱重倉(cāng)的配煤時(shí)間及稱重倉(cāng)向車皮內(nèi)的放煤時(shí)間，即影響著裝車速度和裝車質(zhì)量。2.2.3 KSS配煤稱重控制系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)主要由稱重傳感器、顯示器、裝車稱重控制PLC柜、控制計(jì)算機(jī)、不間斷電源、打印機(jī)等組成。在稱重倉(cāng)的四角裝有4個(gè)美國(guó)Artech公司生產(chǎn)的80210型雙頭剪切梁傳感器，每個(gè)額定載荷50.6t，稱重倉(cāng)額定載荷100t。配一臺(tái)RS232系列輸出的數(shù)字傳感顯示器，安裝在裝車操作控制臺(tái)盤面上，有多個(gè)設(shè)置，可以在鍵盤上標(biāo)定和設(shè)置參數(shù)。裝車稱重控制PLC柜、控制計(jì)算機(jī)、不間斷電源、打印機(jī)等均安裝布置在裝車集控室內(nèi)，滿足稱重裝車的需要。2.2.4 KSS主控制系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)M

20、MI操作接口控制板，裝在控制計(jì)算機(jī)中，提供給操作者操作界面和裝車系統(tǒng)控制，從這里可以控制裝車站內(nèi)所有的主要設(shè)備，如倉(cāng)下變頻計(jì)量給煤機(jī)、定速給煤機(jī)、裝車皮帶運(yùn)輸機(jī)、裝車稱重系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、三級(jí)采樣分析系統(tǒng)及通風(fēng)、除塵系統(tǒng)設(shè)備等。MMI系統(tǒng)屏幕：主系統(tǒng)菜單裝車系統(tǒng)屏幕圖形顯示（給料機(jī)、膠帶機(jī)、產(chǎn)品倉(cāng)、緩沖倉(cāng)、稱重倉(cāng)、液壓系統(tǒng)、溜槽等）裝車顯示圖加煤系統(tǒng)圖產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)量系統(tǒng)圖及給煤機(jī)狀態(tài)膠帶機(jī)狀態(tài)屏幕報(bào)警屏幕（包括所有系統(tǒng)的報(bào)警）MMI軟件為羅克韋爾RSview，RSLogix(運(yùn)行時(shí)間版本)和RSlinx；主PLC控制系統(tǒng)AB公司1785-L40C15型可編程序控制器，裝于集控室內(nèi)（即前述裝車稱重控制

21、PLC柜）。遠(yuǎn)程PLC控制板，裝于電器控制中心(MCC室)內(nèi)。2.2.5 緩沖倉(cāng)料位計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)緩沖倉(cāng)的料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)帶有四個(gè)應(yīng)力傳感器，安裝于緩沖倉(cāng)的四角，應(yīng)力傳感器在鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生變形后輸出變化的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)至料位計(jì)主機(jī)（安裝于主PLC控制板上），從主機(jī)內(nèi)部接線至PLC柜的模擬量輸入模塊，便可在裝車工控機(jī)屏幕上顯示柱狀料位圖形，同時(shí)可通過此信號(hào)控制裝車過程中給煤機(jī)的啟動(dòng)和停止。第三章 自動(dòng)控制系統(tǒng)在進(jìn)行裝車作業(yè)時(shí)，操作員通過合理選擇一定數(shù)量產(chǎn)品倉(cāng)下的振動(dòng)式給料機(jī)，將物料給到帶式輸送機(jī)上，帶式輸送機(jī)以4000t/h的能力將物料送入快速裝車系統(tǒng)的緩沖倉(cāng)；稱重系統(tǒng)的稱重傳感器的信號(hào)返回

22、PLC程序后，由輸出點(diǎn)控制緩沖倉(cāng)配料閘門的打開、關(guān)閉，從而準(zhǔn)確地將物料按操作員設(shè)定的重量送入稱重倉(cāng)；配料完成后，操作員打開裝車卸料閘門，將稱重倉(cāng)內(nèi)的物料經(jīng)過裝載溜槽裝入勻速（0.8-1.5km/h）行駛的火車車廂中，即完成了一次單節(jié)車皮的裝車作業(yè)。稱重倉(cāng)內(nèi)的物料放空后，PLC程序通過采集稱重傳感器的信號(hào)控制下一次的配料；如此連續(xù)循環(huán)便是快速裝車系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)作過程，各環(huán)節(jié)設(shè)備作都是由自動(dòng)控制系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)動(dòng)作的。本章就針對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)展開。第一節(jié) 自動(dòng)控制原理3.1.1 快速裝車系統(tǒng)的集中控制的實(shí)現(xiàn)裝車系統(tǒng)的自動(dòng)控制不僅對(duì)裝車液壓系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)等裝車塔自身的設(shè)備進(jìn)行控制，還要對(duì)倉(cāng)下給煤機(jī)和帶式輸送

23、機(jī)進(jìn)行集中控制。整個(gè)裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)是由一個(gè)本地（裝載系統(tǒng)）PLC和一個(gè)遠(yuǎn)程（倉(cāng)下）PLC組成。其中裝載系統(tǒng)PLC控制液壓站的1#、2#液壓油泵的、冷卻風(fēng)扇、循環(huán)泵的啟動(dòng)或停止，緩沖倉(cāng)、稱重倉(cāng)料位的顯示，配料閘門、卸料閘門、裝車溜槽、實(shí)驗(yàn)砝碼等設(shè)備的動(dòng)作；遠(yuǎn)程PLC控制給料、運(yùn)輸系統(tǒng)中的給煤機(jī)和膠帶輸送機(jī)的啟動(dòng)或停止。PLC的處理器通過收集的各部位傳感器的返回信號(hào)，結(jié)合操作員在集控室通過主控計(jì)算機(jī)的工作屏和操作臺(tái)發(fā)出的指令，經(jīng)過控制程序處理，使相關(guān)設(shè)備按控制程序運(yùn)行。操作員可根據(jù)裝車情況方便靈活地在集控方式下進(jìn)行成組或單臺(tái)設(shè)備的集中啟動(dòng)、停止。也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)間的有閉鎖或無閉鎖的啟動(dòng)、

24、停止。在無閉鎖狀態(tài)下，操作員可以啟動(dòng)或停止任意一臺(tái)受控設(shè)備。在集控方式下進(jìn)行系統(tǒng)啟、停車時(shí)，各設(shè)備之間根據(jù)工藝流程要求進(jìn)行閉鎖。系統(tǒng)中某臺(tái)設(shè)備因故障停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)中與其有閉鎖關(guān)系的設(shè)備自動(dòng)閉鎖停機(jī)，并通過計(jì)算機(jī)向控制室人員發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，顯示出故障設(shè)備的位置、故障類型（過負(fù)荷、短路、漏電、拉繩開關(guān)動(dòng)作、跑偏開關(guān)動(dòng)作、防縱撕開關(guān)動(dòng)作、防打滑裝置動(dòng)作、煙霧報(bào)警動(dòng)作等等）。自動(dòng)控制系統(tǒng)中主要的閉鎖關(guān)系有：1、給煤機(jī)與裝車塔緩沖倉(cāng)的閉鎖關(guān)系。即在緩沖倉(cāng)煤位達(dá)到一定值后（輸送帶上的煤運(yùn)完后）緩沖倉(cāng)內(nèi)的煤不外溢，給煤機(jī)自動(dòng)停機(jī)。一般設(shè)置為180噸，待緩沖倉(cāng)內(nèi)的煤位低于一定值時(shí)，一般設(shè)置為120噸，所選擇啟

25、動(dòng)的給煤機(jī)立即自動(dòng)開啟。2、膠帶輸送機(jī)與給煤機(jī)之間的閉鎖關(guān)系。無論出現(xiàn)什么情況，一旦膠帶輸送機(jī)停機(jī)，所有給煤機(jī)立即閉鎖停機(jī)。3、各閘門之間的閉鎖關(guān)系。定量倉(cāng)閘門關(guān)閉信號(hào)沒有時(shí)，即使閘門是關(guān)閉的，緩沖倉(cāng)閘門也不會(huì)打開（在自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)行方式下），這樣設(shè)置是為了避免萬(wàn)一定量倉(cāng)閘門沒關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)，會(huì)發(fā)生撒煤事故，嚴(yán)重的會(huì)造成火車掉道事故。還有一種閉鎖關(guān)系，就是緩沖倉(cāng)有一個(gè)閘門關(guān)閉信號(hào)沒有，定量倉(cāng)閘門不會(huì)打開，原因是如果定量倉(cāng)閘門能打開，計(jì)量就不準(zhǔn)確，有可能一節(jié)車裝很多，嚴(yán)重會(huì)造成車廂損壞或向車廂外撒煤造成事故。4、閘門與裝車溜槽之間的閉鎖關(guān)系。裝車溜槽裝載位置信號(hào)沒有，定量倉(cāng)閘門不會(huì)打開；裝車溜槽

26、的最高位信號(hào)沒有返回時(shí)，裝車溜槽不能左右移動(dòng)。1-2 裝載系統(tǒng)的工作原理在生產(chǎn)中，裝車過程必須是連續(xù)定量自動(dòng)動(dòng)態(tài)的，才能保證生產(chǎn)效率。裝載系統(tǒng)是由緩沖倉(cāng)、定量倉(cāng)、液壓系統(tǒng)、閘門、裝車溜槽等組成。緩沖倉(cāng)最大容積是300噸，定量倉(cāng)容積100噸。緩沖倉(cāng)底部有8個(gè)閘門，定量倉(cāng)底部有2個(gè)閘門，每個(gè)閘門的開關(guān)位置都裝有接近開關(guān)，通過這些開關(guān)將閘門的狀態(tài)信息反饋給PLC處理器，處理器根據(jù)這些信息，按控制程序給相關(guān)的電磁閥輸出信號(hào)，電磁閥動(dòng)作驅(qū)動(dòng)液壓油缸，從而打開或關(guān)閉閘門實(shí)現(xiàn)裝車自動(dòng)控制。具體控制過程是：操作員啟動(dòng)膠帶運(yùn)輸機(jī)和給煤機(jī)后，列車開始對(duì)位裝車；操作員根據(jù)車皮型號(hào)確定所裝噸位，在稱重二次儀表上合理設(shè)

27、置參數(shù)；當(dāng)列車到達(dá)裝車位置后，且緩沖倉(cāng)內(nèi)的物料料位已達(dá)到合適的位置（可裝2-3節(jié)車皮）時(shí)，操作員開啟液壓泵，通過控制手柄放下（或移動(dòng)）裝車溜槽至裝載位；按下“開始裝車”按鈕，裝載系統(tǒng)按照設(shè)置參數(shù)開始配料，緩沖倉(cāng)所有閘門全部打開，待定量倉(cāng)的煤量達(dá)到二次儀表里第一個(gè)參數(shù)設(shè)定值時(shí)，其中4個(gè)閘門關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到第二個(gè)參數(shù)設(shè)定值時(shí)，再關(guān)閉3個(gè)閘門，達(dá)到第三個(gè)參數(shù)設(shè)定值時(shí)，最后一個(gè)閘門關(guān)閉，配煤完成；同時(shí)操作盤上的蜂鳴器響，卸料閘門打開按鈕指示燈亮，提示操作員裝車就緒，此時(shí)，操作員可以按下卸料閘門開按鈕開始裝車，等定量倉(cāng)煤放空后，卸料閘門自動(dòng)關(guān)閉，開始下一節(jié)車的配煤，與此同時(shí)列車向前行駛帶過兩車廂之間的空檔距

28、離，當(dāng)下一車廂到達(dá)裝載位時(shí)，配料完成可進(jìn)行再次裝車；如此循環(huán)便實(shí)現(xiàn)了連續(xù)定量自動(dòng)裝車。3.1.2 液壓泵的控制原理裝車系統(tǒng)的動(dòng)力源是液壓系統(tǒng)，而這動(dòng)力是由電機(jī)帶動(dòng)液壓泵來提供的，所以液壓泵工作的正常與否直接影響裝載系統(tǒng)，乃至整個(gè)裝車自動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。裝車系統(tǒng)的液壓泵有過載、低油位保護(hù)。過載保護(hù)是由熱過載繼電器來實(shí)現(xiàn)的；低油位保護(hù)是通過低油位開關(guān)動(dòng)作報(bào)警來實(shí)現(xiàn)的，低油位開關(guān)的工作原理是利用液體的浮力和電磁感應(yīng)原理工作的，當(dāng)油位達(dá)到系統(tǒng)規(guī)定的液位時(shí)，電磁浮子遠(yuǎn)離感應(yīng)區(qū)，其輔助節(jié)點(diǎn)斷開。系統(tǒng)液位下降時(shí)，電磁浮子也隨著下降，逐步接近感應(yīng)區(qū)，當(dāng)系統(tǒng)液位下降一定位置時(shí)，電磁浮子到達(dá)感應(yīng)區(qū)，其輔助節(jié)點(diǎn)閉合

29、，使PLC柜中的一個(gè)延時(shí)繼電器（RLO）吸合，其輔助節(jié)點(diǎn)斷開，控制電路斷開，液壓泵停止運(yùn)行。同時(shí)給輸入模塊一個(gè)返回信號(hào)，在計(jì)算機(jī)屏幕上報(bào)警，提示裝車員注意，及時(shí)檢查系統(tǒng)的某個(gè)位置漏油，并通知檢修工立即處理。裝車系統(tǒng)液壓站還裝有壓力繼電器和溫度傳感器，壓力繼電器是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力，如果裝車系統(tǒng)壓力過低，壓力繼電器輔助節(jié)點(diǎn)閉合，給輸入模塊一個(gè)返回信號(hào)，系統(tǒng)報(bào)警提示裝車員注意。圖3-1是液壓泵的控制原理圖。從圖上看出，停止液壓泵有兩種方法，一種是操作員在操作盤上按停止按鈕，另一種是在就地控制箱上按停止按鈕。就地控制箱上裝設(shè)啟動(dòng)、停止按鈕是為了便于巡視工在巡視過程中一旦發(fā)現(xiàn)問題，能夠立即停泵，避免事故進(jìn)一

30、步擴(kuò)大造成不必要的損失，同時(shí)也方便檢修工檢修。我們還可以從控制原理圖上得知，兩臺(tái)液壓泵不能同時(shí)工作，互相閉鎖，以避免系統(tǒng)壓力過大，損壞液壓管道和其他設(shè)備。另外，根據(jù)多年生產(chǎn)中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，后來新增加了一種保護(hù)，就是在圖上的操作盤停止按鈕兩端并接了裝車溜槽存放位置開關(guān)的一對(duì)常閉節(jié)點(diǎn)，這樣只要裝車溜槽不在存放位置，操作員在操作盤上停不了液壓泵，時(shí)刻提醒操作員裝完車后或不裝車時(shí)，一定要將裝車溜槽移到存放位置。圖3-1 液壓泵控制原理圖3.1.3膠帶輸送機(jī)的控制原理快速裝車系統(tǒng)所使用的膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是高壓電機(jī)，有6KV和10KV兩種，這兩種控制原理是相同的，從圖上可以看出，膠帶輸送機(jī)不論在集中還是在

31、就地啟動(dòng)、停止都受遠(yuǎn)程PLC控制。在具備啟車的條件時(shí)，操作員在集控室發(fā)出啟動(dòng)膠帶機(jī)指令，本地PLC通過遠(yuǎn)程通訊連接，按照編制好的程序，使遠(yuǎn)程PLC的輸出模塊（或SDN模塊）控制高壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)配電柜內(nèi)的電氣元件來實(shí)現(xiàn)高壓真空接觸器的分合閘，即膠帶輸送機(jī)的啟動(dòng)和停止。膠帶輸送機(jī)有打滑、跑偏、拉繩及防膠帶縱向撕裂保護(hù)，還有高壓柜里過流、欠壓保護(hù)，此外，還有溜槽堵塞開關(guān)閉鎖保護(hù)。膠帶輸送機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，上述各種保護(hù)除了輕偏報(bào)警外，其余的任意一個(gè)報(bào)警膠帶輸送機(jī)就不會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行的；在膠帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中，除輕偏（只報(bào)警不停車）外，任何一個(gè)保護(hù)開關(guān)動(dòng)作后，膠帶輸送機(jī)就會(huì)停止運(yùn)行。崗位工在膠帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中，如果發(fā)

32、現(xiàn)有異常情況需要緊急停車，可以拉拉繩開關(guān)和扳動(dòng)跑偏開關(guān)到重跑偏位置來停膠帶輸送機(jī)，待膠帶輸送機(jī)停止運(yùn)行后，向操作員和調(diào)度室匯報(bào)說明原因，這樣在膠帶輸送機(jī)發(fā)生一些惡性事故（撕裂、膠帶輸送機(jī)嚴(yán)重跑偏等等）時(shí)，能最大程度降低損失，避免事故擴(kuò)大。3.1.4 給煤機(jī)的控制原理如圖3-2所示是給煤機(jī)的電氣控制原理圖。給煤機(jī)的所有返回信號(hào)（其中包括斷路器輔助節(jié)點(diǎn)、熱元件返回信號(hào)、零序電流返回信號(hào)、運(yùn)行返回信號(hào)、就的返回啟動(dòng)、停止信號(hào)）全部接入輸入模塊，給煤機(jī)的集中、就地啟動(dòng)都受到PLC程序的控制。具體運(yùn)行過程：在集中控制時(shí)，操作員啟動(dòng)膠帶輸送機(jī)，然后在計(jì)算機(jī)屏幕上選中要開啟的給煤機(jī)，所選中的給煤機(jī)就開始運(yùn)行

33、，如果給煤機(jī)出現(xiàn)故障，操作界面就發(fā)出報(bào)警，提示操作員注意，故障信息就會(huì)在報(bào)警列表中反映出來；就地運(yùn)行時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)工按就地啟動(dòng)按鈕，處理器檢測(cè)到啟動(dòng)按鈕的返回信號(hào)，就給輸出模塊發(fā)出指令，輸出模塊的輸出點(diǎn)動(dòng)作，給煤機(jī)控制接觸器吸合，給煤機(jī)開始運(yùn)行。給煤機(jī)與膠帶輸送機(jī)之間存在閉鎖關(guān)系，膠帶輸送機(jī)不運(yùn)行，給煤機(jī)就不能開啟，膠帶輸送機(jī)運(yùn)行是給煤機(jī)運(yùn)行的先決條件，這樣可以避免壓死膠帶輸送機(jī)的事故。裝車系統(tǒng)在自動(dòng)或半自動(dòng)模式下運(yùn)行時(shí)，給煤機(jī)的啟動(dòng)、停止還受到緩沖倉(cāng)料位信號(hào)的控制，就是說當(dāng)緩沖倉(cāng)的煤量達(dá)到總?cè)莘e的70%（180噸）時(shí)，給煤機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行；待料位降至50%以下之后，給煤機(jī)重新開啟。這樣就避免緩沖倉(cāng)發(fā)

34、生滿倉(cāng)、防堵開關(guān)動(dòng)作后造成的重負(fù)荷停車，否則就會(huì)影響正常的裝車作業(yè)，當(dāng)膠帶上的煤量過大時(shí)，防堵開關(guān)來不及動(dòng)作，還會(huì)造成膠帶輸送機(jī)非工作面返煤，損壞相關(guān)設(shè)備，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。圖3-2 給煤機(jī)的電氣控制原理圖第二節(jié) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能3.2.1 裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其主要功能 該系統(tǒng)主要由控制計(jì)算機(jī)、裝載系統(tǒng)PLC、操作盤、運(yùn)輸給料系統(tǒng)遠(yuǎn)程PLC、打印報(bào)表計(jì)算機(jī)組成?？刂朴?jì)算機(jī)：它是裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，是裝車員操作整個(gè)系統(tǒng)的工具，其操作系統(tǒng)一般是WINDOWS2000，因?yàn)閃INDOWS2000穩(wěn)定性、可靠性比其他操作系統(tǒng)高。其中裝有RSLogix編程、RSView32圖形、R

35、Slinx通訊軟件，RSLogix編程軟件是用來編制裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)控制程序，控制機(jī)電設(shè)備運(yùn)行，以達(dá)到快速裝車的目的；RSView32圖形軟件是用來繪制裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)控制畫面，操作員可以通過畫面上的功能鍵和屏幕切換按鈕在計(jì)算機(jī)屏幕上選擇和啟動(dòng)、停止運(yùn)輸給料系統(tǒng)的皮帶和給煤機(jī)，以及防凍液自動(dòng)噴灑站的噴灑設(shè)備。還可以從計(jì)算機(jī)屏幕上看到裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，如膠帶機(jī)上給煤量的大小、膠帶機(jī)各類保護(hù)動(dòng)作與否、緩沖倉(cāng)和稱重倉(cāng)的煤位高低、各閘門的開關(guān)位置、液壓系統(tǒng)的壓力及油溫等等信息，方便于操作員掌握系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況并及時(shí)發(fā)出指令。裝載系統(tǒng)PLC柜：該P(yáng)LC主要控制裝載系統(tǒng)的各個(gè)電磁閥、采集各種限位開關(guān)

36、的返回信號(hào)，監(jiān)測(cè)裝車系統(tǒng)的煤位高低，液壓系統(tǒng)的油壓、油位等等。組成部分有電源模塊、處理器、輸入模塊、輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、緩沖倉(cāng)料位計(jì)。電源模塊為整個(gè)機(jī)架提供電源；處理器是整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的心臟，它收集裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)中各種傳感器的返回信號(hào)及操作員發(fā)出的指令，并根據(jù)這些信息經(jīng)過分析處理，然后控制輸出模塊的輸出點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行和停止。每塊輸入模塊有16個(gè)控制點(diǎn)，分別采集16個(gè)返回信號(hào)；每塊輸出模塊也有16個(gè)控制點(diǎn)，分別控制16臺(tái)設(shè)備的啟動(dòng)和停止；模擬量輸入模塊負(fù)責(zé)采集緩沖倉(cāng)料位計(jì)和稱重傳感器的模擬量信號(hào)；緩沖倉(cāng)料位計(jì)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)緩沖倉(cāng)內(nèi)的貯煤情況，從而通過程序控制給煤機(jī)的啟

37、動(dòng)和停止。操作盤：是操作員實(shí)現(xiàn)快速裝車的控制臺(tái)。主要部件有稱重二次儀表、溜槽四位操作手柄、裝車系統(tǒng)運(yùn)行方式選擇開關(guān)、1#、2#液壓泵的選擇和啟停開關(guān)、檢修時(shí)用的排放料開關(guān)、裝載系統(tǒng)啟停按鈕、裝載系統(tǒng)急停按鈕及特殊功能鍵。稱重二次儀表用來設(shè)置稱重倉(cāng)的配料量，四個(gè)參數(shù)值可控制配料閘門的動(dòng)作；四位操作手柄控制裝車溜槽上、下、左、右移動(dòng)，根據(jù)不同車型可不斷改變溜槽的高低位置，以保證裝車質(zhì)量；裝車系統(tǒng)運(yùn)行方式選擇開關(guān)可使系統(tǒng)處于“半自動(dòng)”運(yùn)行方式或“手動(dòng)”運(yùn)行方式，“半自動(dòng)”運(yùn)行方式下，各設(shè)備間存在閉鎖關(guān)系，“手動(dòng)”運(yùn)行方式下，部分設(shè)備間的閉鎖關(guān)系不存在，此方式主要用于檢修；裝載系統(tǒng)急停按鈕是在遇到突發(fā)

38、狀況時(shí)使用的，在系統(tǒng)故障或發(fā)生人身傷害時(shí)，按下后，液壓系統(tǒng)的所有設(shè)備均停止運(yùn)轉(zhuǎn)，可防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。給料系統(tǒng)遠(yuǎn)程PLC：控制整個(gè)運(yùn)輸給料系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行。其中安裝有電源模塊、遠(yuǎn)程適配器、輸入模塊、輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊。輸入模塊采集給料系統(tǒng)膠帶輸送機(jī)的跑偏、拉繩、打滑、防撕裂、電機(jī)過流、電源、漏電保護(hù)和給煤機(jī)的過流、電源、漏電保護(hù)等電氣元件的返回信號(hào)，然后由程序發(fā)出報(bào)警或停機(jī)指令；輸出模塊控制給料系統(tǒng)膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)的啟動(dòng)、停止；模擬量輸入模塊采集皮帶秤的信號(hào)，最終顯示在集控操作的組態(tài)畫面中。3.2.2 處理器的結(jié)構(gòu)和功能 圖3-3是處理器的前面板。從圖上可以看到有開關(guān)、

39、指示燈、接口。下面就將這些做一簡(jiǎn)單介紹。1、鑰匙開關(guān)（Keyswitch）是用來選擇處理器運(yùn)行方式，它有三個(gè)位置可以選擇： 編程方式（PROG）：在此方式下，處理器不運(yùn)行程序，輸出模塊沒有輸出，設(shè)備也就不會(huì)運(yùn)行。此時(shí)可以創(chuàng)建、修改、刪除、保存梯形圖文件程序、SFC和數(shù)據(jù)文件，也可將程序保存到EPROM模塊之中； 運(yùn)行方式（RUN）：在此方式下，處理器運(yùn)行程序，輸出模塊有輸出，設(shè)備也就會(huì)按程序運(yùn)行。此時(shí)不可以創(chuàng)建、刪除程序和數(shù)據(jù)文件； 遠(yuǎn)程運(yùn)行方式（REM）：在此方式下，處理器運(yùn)行程序，輸出模塊有輸出，設(shè)備也就會(huì)按程序運(yùn)行。此時(shí)不可以創(chuàng)建、刪除程序和數(shù)據(jù)文件；2、電池指示燈（Battery St

40、atus Indicator）：顯示處理器電池電量，指示燈不顯示，表示電池電量充足；指示燈顯示紅色，表示電池電量不足，應(yīng)更換電池。3、強(qiáng)制狀態(tài)指示燈（Force Status Indicator）：指示燈不顯示，表示程序里沒有強(qiáng)制，反之，有強(qiáng)制。4、處理器運(yùn)行/故障指示燈（Processor Run/Fault Status Indicator）：指示燈顯示綠色，表示處理器運(yùn)行正常；指示燈顯示紅色，表示處理器運(yùn)行失敗。5、通信指示燈（Channel 0 Communication ANCTIVE/FAULT Status Indicator）：指示燈不顯示，表示通道0沒使用；指示燈顯示綠色，表

41、示通道0使用。6、通道指示燈（Channel Communication Status Indicator）；原理同上。7、EPROM安裝位置圖3-3 處理器前面板3.2.3 操作盤的功能圖3-4是操作盤的外觀正面圖。從圖上可以看出該操作盤由定量倉(cāng)稱重傳感器二次儀表、裝車系統(tǒng)運(yùn)行方式選擇開關(guān)、1#、2#液壓泵起停開關(guān)、檢修時(shí)用的排放料開關(guān)、 裝載系統(tǒng)的啟停按鈕、緩沖倉(cāng)閘門手動(dòng)配料按鈕、卸料閘門開、關(guān)按鈕、裝載系統(tǒng)緊急停車按鈕、剩余重量/手動(dòng)打印、重讀重量、跳過這節(jié)車皮特殊功能鍵。圖3-4 是操作盤的外觀正面圖定量倉(cāng)稱重傳感器二次儀表是裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)量的核心設(shè)備，他直接確定一節(jié)車廂所裝煤的重

42、量，使用前，必須經(jīng)過地方計(jì)量部門校驗(yàn)，校驗(yàn)準(zhǔn)確后地方計(jì)量部門頒發(fā)檢驗(yàn)證書，然后方可投入使用。其內(nèi)部有許多與計(jì)量有關(guān)的參數(shù)（如傳感器的特性曲線、校驗(yàn)砝碼的重量等等），這些參數(shù)任何人不得改變，以保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。操作員唯一能改變的參數(shù)是有關(guān)裝車配煤的四個(gè)參數(shù)，這幾個(gè)參數(shù)設(shè)置的合理性直接影響配煤速度，從而影響裝車速度。運(yùn)行方式選擇開關(guān)：系統(tǒng)有三種運(yùn)行方式，分別是自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)。當(dāng)選擇自動(dòng)方式時(shí)，裝載系統(tǒng)和給料系統(tǒng)都按控制程序運(yùn)行。裝車前操作員將膠帶輸送機(jī)瞬時(shí)運(yùn)煤量參數(shù)、裝車節(jié)數(shù)、每節(jié)裝煤量、該列總的裝煤量參數(shù)輸?shù)接?jì)算機(jī)中，按啟車按鈕，膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)自動(dòng)啟車，待裝完時(shí)膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)自動(dòng)停止

43、。運(yùn)行過程中的煤量控制，由計(jì)算機(jī)根據(jù)皮帶稱返回信號(hào)隨時(shí)調(diào)節(jié)計(jì)量給煤機(jī)的下煤量，以保證膠帶輸送機(jī)上的給煤量保持事先確定的給煤量，膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)之間存在一定的閉鎖關(guān)系；半自動(dòng)運(yùn)行方式，操作員在計(jì)算機(jī)屏幕上按啟車按鈕，膠帶輸送機(jī)按逆煤流方向依次運(yùn)行，膠帶輸送機(jī)正常運(yùn)行后，操作員在計(jì)算機(jī)屏幕上點(diǎn)擊給煤機(jī)后，給煤機(jī)運(yùn)行，此時(shí)，膠帶輸送機(jī)上的瞬時(shí)給煤量不是自動(dòng)調(diào)節(jié)的，只能靠操作員在計(jì)算機(jī)屏幕上調(diào)節(jié)計(jì)量給煤機(jī)的下煤量或停止給煤機(jī)，膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)之間存在一定的閉鎖關(guān)系，待裝完時(shí)操作員在計(jì)算機(jī)屏幕上按系統(tǒng)停止按鈕，停止膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)；手動(dòng)方式：在此方式下操作員在計(jì)算機(jī)屏幕上不能啟動(dòng)膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)

44、，運(yùn)轉(zhuǎn)工在現(xiàn)場(chǎng)通過按就地按鈕啟動(dòng)和停止膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)，膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)之間不存在任何閉鎖關(guān)系。同時(shí)裝載系統(tǒng)不自動(dòng)配料，操作員只能通過按操作臺(tái)上相應(yīng)的功能按鈕裝車，此時(shí)裝車質(zhì)量和數(shù)量都不十分準(zhǔn)確。裝載系統(tǒng)啟動(dòng)、停止按鈕：在自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)行方式下，此兩個(gè)按鈕功能是在液壓泵運(yùn)行后，啟動(dòng)（停止）配料系統(tǒng)工作，也就是說緩沖倉(cāng)閘門打開，按稱重傳感器二次儀表設(shè)定的數(shù)量開始（停止）向定量倉(cāng)配煤。定量漏斗門開、關(guān)按鈕：在自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)行方式下，裝車溜槽在裝載位置時(shí)，操作員按打開（關(guān)閉）按鈕，打開（關(guān)閉）定量倉(cāng)閘門，裝載系統(tǒng)開始（停止）向車廂卸料；在手動(dòng)運(yùn)行方式下，打開按鈕是點(diǎn)動(dòng)的，就是說操作員按住該按鈕定

45、量倉(cāng)閘門打開，松開按鈕不管料是否卸完定量倉(cāng)閘門自動(dòng)關(guān)閉。緩沖倉(cāng)閘門手動(dòng)卸料按鈕：不論在什么運(yùn)行方式下，操作員按住“全部閘門”按鈕，緩沖倉(cāng)所有閘門都打開，松開按鈕閘門自動(dòng)關(guān)閉；操作員按住“閘門1”按鈕，緩沖倉(cāng)閘門1打開，松開按鈕閘門自動(dòng)關(guān)閉。這兩個(gè)按鈕是在緩沖倉(cāng)向定量倉(cāng)配煤的數(shù)量不夠時(shí)使用，一般情況不使用。重讀稱重按鈕：在自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)行方式下，定量倉(cāng)進(jìn)煤的重量超過稱重傳感器二次儀表設(shè)定的重量時(shí)，操作員當(dāng)裝夠一車廂煤時(shí)，按定量倉(cāng)閘門“關(guān)閉”按鈕，這樣定量倉(cāng)還存一定重量的煤，此時(shí)控制程序認(rèn)為定量倉(cāng)里的煤沒卸，裝車系統(tǒng)就不會(huì)自動(dòng)配煤，此時(shí)操作員需要按“重讀稱重”按鈕，控制程序就將定量倉(cāng)所剩煤計(jì)入下一

46、節(jié)計(jì)量中，開始自動(dòng)配煤。裝載系統(tǒng)緊急停車按鈕：不論在什么運(yùn)行方式下，裝載系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)意外情況，需要馬上停止裝載系統(tǒng)運(yùn)行，否則會(huì)使事故擴(kuò)大或損壞設(shè)備，在這種情況下，操作員可按“裝載系統(tǒng)緊急停車”按鈕，切斷裝載系統(tǒng)控制電源，液壓泵停止運(yùn)行，緩沖倉(cāng)和定量倉(cāng)所有閘門自動(dòng)關(guān)閉，整個(gè)裝載系統(tǒng)停止運(yùn)行，待故障排除后，拔起“裝載系統(tǒng)緊急停車”按鈕，裝載系統(tǒng)控制電源恢復(fù)，可以繼續(xù)運(yùn)行。第三節(jié) 快速裝車系統(tǒng)中的各類保護(hù)3.3.1 膠帶輸送機(jī)打滑保護(hù)膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行是靠膠帶和驅(qū)動(dòng)滾筒、改向滾筒之間的磨擦力帶動(dòng)的。當(dāng)膠帶打滑時(shí)，打滑檢測(cè)裝置不起作用，驅(qū)動(dòng)滾筒仍然轉(zhuǎn)動(dòng)（因?yàn)轵?qū)動(dòng)滾筒是由電機(jī)通過減速機(jī)

47、直接驅(qū)動(dòng)），而改向滾筒的轉(zhuǎn)速就會(huì)隨著變慢或停止，就可能會(huì)造成膠帶磨擦著火、拉斷、撕裂等重大事故的發(fā)生。因此，如果能夠檢測(cè)出改向滾筒的轉(zhuǎn)速，與膠帶的轉(zhuǎn)速相比較，那么就能判斷出膠帶是打滑。在膠帶導(dǎo)向滾筒一側(cè)的內(nèi)緣上，等距離的焊接了兩套M16螺絲，調(diào)成一樣的高度，螺栓頭作為被測(cè)物體。被測(cè)物體的數(shù)量根據(jù)滾筒的轉(zhuǎn)速確定，如果滾筒轉(zhuǎn)速高，用一個(gè)即可；如果速度慢，可以等距離的使用多個(gè)。目的是保證被測(cè)物體滿足傳感器的響應(yīng)時(shí)間。XSA-V型接近傳感器是TE電氣專門用于旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)的接近傳感器（Proximity sensors for rotation monitoring），其工作原理如圖3-5所示。圖3-5 X

48、SA-V傳感器的工作原理圖當(dāng)檢測(cè)體所反應(yīng)出的改向滾筒轉(zhuǎn)速高于傳感器設(shè)定速度（改向滾筒正常轉(zhuǎn)速）時(shí)，開關(guān)輸出導(dǎo)通，膠帶輸送機(jī)正常運(yùn)行；當(dāng)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定速度（改向滾筒正常轉(zhuǎn)速）時(shí)，輸出斷開，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示打滑報(bào)警，膠帶輸送機(jī)停止運(yùn)行。tr是傳感器響應(yīng)時(shí)間，可以通過傳感器上的電位器進(jìn)行調(diào)整。電氣現(xiàn)場(chǎng)接線如圖3-6所示。圖3-6 電氣接線3.3.2 煙霧報(bào)警保護(hù)為了防止煤塵或膠帶運(yùn)輸機(jī)著火，利用煙霧報(bào)警裝置系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)報(bào)警，同時(shí)還可以啟動(dòng)消防系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)滅火。最常用的是ZJB-3S型保護(hù)裝置：它的特點(diǎn)是：采用隔爆型外殼，在輸出本安12V直流的基礎(chǔ)上，加入了直流控制電路和大容量繼電器觸電的輸出，可方便的

49、與各傳感器配接，實(shí)現(xiàn)對(duì)某些中小型設(shè)備和開關(guān)的控制保護(hù)作用。主要性能及技術(shù)參數(shù)：1、直流輸出為12V，600mA的電源（E-D），控制接口端為K。2、電源板上的ZK置“高”時(shí)，即當(dāng)K為高電平時(shí)（小于1/2E），JZ、JS吸合自鎖。3、接入傳感器時(shí)，應(yīng)考慮其動(dòng)作時(shí)輸出是高電平，還是低電平。4、繼電器的常開觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)能力為電壓127伏、電流5安；220伏、3安。TONTimer On DelayTimer T4：1Timer Base 1.0Preset 3600AccumCTUCount UPCounter C5：1Preset 360AccumRTORetentiveTimerOn Timer T

50、4：2Timer Base 1.0Preset 1800AccumCUDNENDNENDNRESREST4：2/DNT4：2T4：1/DNT4：1/DNI：000/01C5：1圖3-7 給煤機(jī)控制程序3.3.3 倉(cāng)下給煤機(jī)高溫報(bào)警 在我們實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于存在著一些給煤機(jī)運(yùn)行時(shí)間間隔較長(zhǎng)的問題，很可能造成其上方的煤出現(xiàn)高溫甚至自燃的情況，從而對(duì)生產(chǎn)和設(shè)備造成一定的影響和危害。為了解決這個(gè)問題，通過PLC程序監(jiān)控每一臺(tái)給煤機(jī)的未運(yùn)行時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，圖3-7是其中一臺(tái)給煤機(jī)的PLC控制程序：梯形圖中I：000/01為某一臺(tái)給煤機(jī)運(yùn)行的輸入點(diǎn)，C5:1為該給煤機(jī)未運(yùn)行的小時(shí)數(shù)，T4:2為360小時(shí)內(nèi)該

51、給煤機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。程序的運(yùn)行是這樣的，當(dāng)某一臺(tái)給煤機(jī)在半個(gè)月(360小時(shí))內(nèi)運(yùn)行時(shí)間不超過半小時(shí)的話，就將在報(bào)警記錄中出現(xiàn)“某某給煤機(jī)高溫！”的字樣(我們是在RSView軟件的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中作報(bào)警的)，并且該報(bào)警一直存在，直到該給煤機(jī)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到半小時(shí)后，報(bào)警將自動(dòng)解除。如果半個(gè)月內(nèi)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到半小時(shí)，那么程序中的計(jì)數(shù)器C5:1和計(jì)時(shí)器T4:2將歸零，而后重新開始計(jì)時(shí)。 通過這樣一段程序，再加上RSView的顯示與報(bào)警功能，得以對(duì)每一臺(tái)給煤機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)控，從而達(dá)到防止給煤機(jī)上方出現(xiàn)高溫煤的目的。3.3.4 拉繩保護(hù)拉繩保護(hù)也叫急停閉鎖保護(hù)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)緊急情況或設(shè)備檢修時(shí)，利用設(shè)備

52、旁邊的拉線使保護(hù)開關(guān)動(dòng)作，起到設(shè)備急停和防止設(shè)備誤啟動(dòng)的目的。它的作用有：1、設(shè)備急停；2、與控制回路閉鎖，防止設(shè)備誤啟動(dòng)。圖3-8為KG9001A拉繩開關(guān)電氣原理圖。所有開關(guān)接線均接常閉點(diǎn)。220V火 K1 K2 輸入模塊 圖3-8 KG9001A 拉繩開關(guān)電氣原理圖3.3.5 跑偏保護(hù)為了防止膠帶運(yùn)輸機(jī)皮帶運(yùn)輸物料不均或其它原因膠帶運(yùn)輸機(jī)皮帶跑出滾筒和托輥的保護(hù)裝置，叫跑偏保護(hù)。 跑偏保護(hù)分為一級(jí)跑偏和二級(jí)跑偏。一級(jí)跑偏動(dòng)作時(shí)有一定的延時(shí)時(shí)間。二級(jí)跑偏動(dòng)作時(shí)無延時(shí)時(shí)間。它的作用主要是防止膠帶運(yùn)輸機(jī)皮帶跑出滾筒和托輥，造成大的事故和皮帶損壞。圖3-9為K1007A跑偏開關(guān)電氣原理圖。所有開關(guān)

53、接線均接常閉點(diǎn)。 220V K1 K2輸入模塊 圖3-9 K1007A跑偏開關(guān)電氣原理圖3.3.6 防縱撕保護(hù)防止給煤機(jī)中的大塊雜物進(jìn)入膠帶運(yùn)輸機(jī)后，造成膠帶運(yùn)輸機(jī)膠帶縱向撕裂的保護(hù)裝置，叫防縱撕保護(hù)。 圖3-10 XSAV11801接近開關(guān)電氣原理圖工作原理：在給煤機(jī)溜槽的出口處安裝保護(hù)裝置，裝置由鋼絲繩、彈簧、電子接近開關(guān)等組成。開關(guān)安裝為常開形式。當(dāng)大塊物料碰到鋼絲繩時(shí)，接近開關(guān)斷口，無信號(hào)輸出，控制系統(tǒng)因采集不到信號(hào)而及時(shí)停膠帶運(yùn)輸機(jī)停機(jī)，同時(shí)集控報(bào)警并顯示幾號(hào)防縱撕動(dòng)作。3.3.7 溜槽堵塞保護(hù)此保護(hù)裝置由擋板、彈簧、限位開關(guān)、入料口和出料口組成。當(dāng)發(fā)生溜槽堵塞時(shí)，物料通過開關(guān)入料口，克服彈簧力，頂開擋板，擋板推動(dòng)限位開關(guān)動(dòng)作，進(jìn)行事故停機(jī)和報(bào)警。當(dāng)堵塞故障解除時(shí)，物料不在從開關(guān)通過，擋板在彈簧力的作用下自動(dòng)復(fù)位，限位開關(guān)也自動(dòng)復(fù)位。故障報(bào)警解除。圖3-11 是LD