汽车采样机控制系统优化田浩亮

汽车采样机控制系统优化田浩亮

田浩亮

（阳城国际发电有限责任公司山西晋城048000）

摘要：本文主要阐述汽车采样机的工作原理、在实际使用过程中控制系统存在的不足，并结合现有技术，对控制系统进行升级优化。

关键词：汽车采样机；控制系统；优化

某火电厂装机容量为3300MW，安装6*350MW进口燃煤发电机组和2*600MW国产燃煤发电机组，年耗煤量800余万吨，由于受铁路运输线路的影响，约八成生产所需煤采用汽车运输，为了把好入厂煤质量关，有效控制各项指标，该厂安装了7台汽车桥式采样机，基本实现来煤自动化采样。

1.汽车采样机构成及原理：

（1）汽车桥式采样机由大车总成，小车总成（含升降机构）、采样器总成（全断面），制样系统，电控操纵系统等组成，制样系统由联合制样机（包括破碎、缩分机）、子样称重装置、集样器、弃料排放装置等组成。

（2）工作原理：采样机接收燃料管理系统生成的采样点，电控系统指挥、控制大小车纵向行走和横向行走至目标点后，升降机构开始工作，将采样头送达指定深度取得该点的料样经一级缩分并放置于集样斗内，集样斗将原始样料卸到除铁给料胶带机接料斗内，再被送入破碎机的锤式破碎腔完成破碎，样料经流料斗下落至余料皮带机上被带式缩分机扫刮部分样料，样料经子样称重装置后进入其下部的集样器，弃料由余料皮带机输送到弃料斗，等待集中处理。如下图所示：

2.控制系统简介：

采样机控制系统主要由主控计算机系统、PLC、变频器、接近开关等组成，PLC通过串口与上位机通讯，定位方式采用超声波和固定桩相结合的方式对车辆进行自动定位。车辆停稳刷卡后，接口机将采样数据和车型数据通过串口发送给采样上位机，运行人员点击上位机“开始”按钮后，挡车器下降，大车从车厢尾部开始检车，超声波检测到车厢尾部后，大小车动作到指定目标点下降开始采样，采样完成后到卸样位置卸样，经制样并进行子样称重，样品重量通过串口传至采样上位机，然后将子样重量、采样图片及采样完成标志通过串口发送给接口机，采样流程结束。

3.现有系统的不足：

（1）上位机外部接入设备较多，有打包机，摄像头等，需与PLC、子样称重、接口机等进行串口通讯，数据量大，导致工控机运行速度慢，且控制柜内接线较多；

（2）超声波检测装置发生故障无法判断，存在打车头或超出车厢部分但下降采样的现象，且运行人员无法直接看到采样区域，存在较大的安全隐患；

（3）原有系统中的挡车器在开始采样后下降，但下降到位信号未接入控制系统，存在司乘人员在采样未结束启动车辆导致设备损坏的隐患；

（4）原有系统无广播呼叫系统，当车辆停靠位置不合适时，采样人员指挥车辆时无法与司机沟通，耽误采样时间，影响进煤速度；

（5）司乘人员下车等待采样的过程中随意走动，对自己车辆的采样过程漠不关心，且存在勿动其他设备造成损坏的隐患；

（6）采样过程中，因集样器满需打包，待结束后原有数据仍保留，采样数据无法更新覆盖原有数据，存在进错集样器的现象，致使样品混乱。

4.优化情况：

（1）针对现场串口设备较多，接线较多较乱的问题，加装可靠的串口服务器，将所有数据通过网线接入采样工控机，提高采样机运行速度。

（3）新增挡车器下降到位开关，并将其接入PLC，挡车器下降到位后采样机大车开始动作，采样结束后挡车器上升，拦车器下降不到位时发出报警，方便运行人员监盘。

（4）增加一套广播呼叫系统，方便司机与采样人员的交流对话。

（5）指定司机下车等候位置，并加装传感器接入采样流程，同时设置紧急停止按钮，司机实时关注自身车辆采样状态，如有意外则可以按下紧停，避免事故扩大。

（6）司机刷卡后，长时间未开始采样，将原有的采样数据进行一分钟定时清空，这样以避免出现采样数据无法更新的现象。

5.结论：

原有的汽车采样机控制系统经此次升级优化后，实现了采样车辆及人员的闭环管理，打通了采样人员与司机沟通的渠道，自动化程度更高，减小了运行人员的劳动强度，为控制入厂原煤指标、锅炉稳定燃烧提供了可靠数据，为混配煤的精确掺烧提供了有力依据，减少了入厂煤与入炉煤的热值差。在产生经济效益的同时，因车辆停靠位置更加合理准确，避免了因人员疏忽、车辆随意停靠等情况造成打车头气罐等不安全事故，增强了设备的可靠性。

参考文献：

[1]湖南万通汽车桥式采样机设计说明书；

[2]煤炭机械化采样国家标准GB/T19494-2004

作者简介：

田浩亮（1990.01-）男，助理工程师，2011年山西大学工程学院毕业后从事火电厂输煤及燃料采制化设备控制系统维护。