基于信息处理技术的翻车机远程操控平台的建设

基于信息处理技术的翻车机远程操控平台的建设

武超

日照港股份有限公司第一港务分公司 山东日照 276800

摘要：借助先进的科学技术手段，如先进智能传感器、车号识别、建立给料模型和计算机信息化软件等技术，实现对料斗物料的精确监控及翻车机自动给料，为实现翻堆作业全自动化集控操作，降低劳动强度、改善作业环境提供功能保障。

关键词：智能传感器 车号识别 计算机 自动化

1 背景

日照港石臼港区东煤南移工程，位于日照港石臼港区南作业区(简称南作业区)三突堤中部，东煤南移工程是以煤炭中转为主的专业化散货码头工程，工程分一、二两期建设。一期工程拟将南5#～7#泊位改造为专业化的煤炭泊位，分别为2个5万吨级泊和1个10万吨级泊位，二期工程拟将南#8泊位改造为1个10万吨级专业化的煤炭泊位，工程配套建设部署4台翻车机、皮带机系统、3台装船机、堆/取料机以及配套设施，设计年吞吐量为出口煤炭5000万t。翻车机及装船机装卸生产效率、人力成本等将直接影响公司的经营效益，为了提高装卸作业效率和降低人力成本，提升码头整体智能化水平，进行本智能化改造项目。

2 系统设计

2.1翻车机性能及组成

南区4套翻车系统均为贯通式双车翻车机卸车系统，设备由大连重工·起重集团有限公司设计制造。系统卸车作业能力大约为每小时60节。卸车系统为单机自动运行，也可进行就地操作，可调整为全线自动运行。目前已在码头、电厂、钢厂、焦化厂等大型企业散装物料输送系统上获得广泛应用。

翻车系统由翻车机、拨车机及轨道装置、推车机及轨道装置、夹轮器、止挡器等组成。本翻车机用于翻卸C60 ~C70、C80、C96铁路敞车所装载的煤、矿石、焦碳等散物料，并翻车机可通过机车。

每台翻车机有五个料斗，每个料斗配一个振动给料器，振动给料器采用变频控制，司机可以在人机界面操作增减给料速度，进而调整振动给料器的振动频率，最终达到调整给料速度的目的。每个料斗配一个电动闸门，司机可以在人机界面操作增减闸板开口度，进而调整电动闸门电机的正反转，最终达到调整闸门开度的目的。每个料斗配一个称重控制器，控制器称出料斗内剩余物料的重量，并将模拟量传输至PLC系统，最终显示在人机界面。每台翻车机配置一台皮带秤，测定料斗下方皮带的瞬时流量和累计流量，将数据传输至PLC系统，最终显示在人机界面。。

2.2 使用环境条件

翻车机卸车系统在如下环境条件下，能正常工作运行:

• 环境温度-22.5℃~ +50℃；

• 相对湿度<90% ；

• 海拔高度2500m以下；

• 烟气含尘量大并具有腐蚀性；

• 正常操作的地面风速不大于8级(风速20m/s) ；

• 允许的最大积雪深度为28cm；

• 抗震设防烈度为7度(第一组)。

2.3工作条件

翻车机卸车系统正常工作条件必须满足如下规定，对不符合如下各项要求规定的，严禁使用。

• 设备的工作环境条件处在正常范围内；

• 设备中机、电、液各零部件均处于正常的使用状态；

• 设备中及地面的安全保护装置处于正常工作状态；

• 翻车机卸车系统各单机处于正常的工作状态；

• 翻车机卸车系统的操作者要具备操作该设备的资格认证；

• 确保设备工作区域，部件的工作区域没有危险发生；

• 机车推送列车进入翻车机卸车系统区域时，必须有地面工作人员确认列车停放位置；

• 列车间摘钩的操作人员就位；

• 敞车以及系统各单机运行的每条钢轨及钢轨之间在任意10m长度内水平偏差不超过±2mm，钢轨接缝45°斜接，缝宽1mm接缝的连接条用鱼尾板，接缝处轨下应有垫板。

3 系统方案

3.1通讯系统

该项目PLC为Schneider公司的Modicon系列产品，上位机为Schneider公司的Citect产品，PLC主从站及上位机通过Ethernet/IP通讯。变频器为Siemens公司的S120系列多传动产品，PLC通过Profibus DP与变频器通讯。该电控系统具有Modbus/TCP、Ethernet/IP、Profibus DP通讯接口。

3.2振动给料控制系统

每台翻车机有五个料斗，每个料斗配一个振动给料器，振动给料器采用变频控制，司机可以在人机界面操作增减给料速度，进而调整振动给料器的振动频率，最终达到调整给料速度的目的。

每个料斗配一个电动闸门，司机可以在人机界面操作增减闸板开口度，进而调整电动闸门电机的正反转，最终达到调整闸门开度的目的。

每个料斗配一个称重控制器，控制器称出料斗内剩余物料的重量，并将模拟量传输至PLC系统，最终显示在人机界面。

每台翻车机配置一台皮带秤，测定料斗下方皮带的瞬时流量和累计流量，将数据传输至PLC系统，最终显示在人机界面。

翻车机作业时，司机根据设定的目标瞬时流量，实时调整五个料斗的给料速度和闸门开度，保证总的给料量达到设定的目标瞬时流量，并且尽可能保持每个料斗的料位相对均匀，避免出现有料斗空振的情况。同时，还要将每个循环的作业时间控制在最大允许时间内。

3.3铁路车号自动识别系统

由于日照港南区进港火车存在大量混编车情况，每台翻车机已配置一套铁路车号自动识别系统，可以自动识别并记录火车的车辆标签、车号码、车型码。目前该系统为独立系统，建立独立台账，未将数据传输至PLC系统。

3.4调车及翻车机作业程序

为了方便叙述翻车机及调车设备的一个工作循环的操作顺序，将前一个工作循环中停放在翻车机内的空车编号为1#车，即将翻卸的为2#车，与2#车联挂的为3#、4#车等。系统作业程序如下:

1) 拨车机牵引整列车慢速前进，车号识别系统能够对2#车皮进行识别，并将车号记入，拨车机后钩牵引整列车使2#、3#车之间的车钩位于夹轮器前近3米处，且车轮在夹轮器夹板范围内，拨车机停止；

2)夹轮器将 3#号车轮夹住；

3)人工将2#、3#车联挂车钩钩销摘开。操作人员确认摘钩完成后，将确认按钮按下，系统进入自动运行程序；

4)拨车机后钩牵引2#车中速前进，牵引到位，且车轮在夹轮器夹板范围内，拨车机停止；

5)推车机前钩推1#空车，后钩牵引2#重车，并将2#车在翻车机内定位；

6)推车机后钩与2#车自动提销摘钩；

7)翻车机进入翻车机作业，靠车、夹紧等开始动作，翻卸车辆；

8)推车机前钩推送1#车过止挡器后集结成列；

9)推车机前钩与1#车自动提销摘钩；

10)迁车台涨轮器涨紧车轮、对位销收回、迁车台向空车线移动，将空车由重车线平移到空车线上；

11)同时，推车机后退近1m安全距离后。该距离足以使推车机大臂安全升起，注意不与翻车机发生干涉，也不与空车车钩发生干涉。 抬大臂，高速返回；

12)同时推车机大臂拾起到90°后，必须保证90°，以免推车机大臂与正在翻转的翻车机发生干涉，推车机高速返回接车位；

13)拨车机将2#车送到位，大臂返回到接重车列位，注意拨车机大臂在与其他设备不干涉的情况下，大臂下降到接车高度；

14)夹轮器打开；

15)拨车机低速后退与下个车皮联挂，牵引整列重车进入下一个循环。

至此一个工作循环完毕进入下一个工作循环，如此循环作业，直至整列火车卸完。

4 结束语

系统的推广应用，翻车机装卸生产效率将得到进一步提高，人力成本的降低将直接影响公司的经营效益提升，码头整体智能化水平也进入新台阶。

参考文献

[1] 王正谋，电路设计实用教程．电子工业出版社．2016(6)：50-60.

[2] 许自图，电子电路彷真平台与教程. 华中科技大学出版社，2010(1)：173-299.