煤礦快速定量裝車(chē)的改進(jìn)措施

焦 強(qiáng) 李 佳

（1.河南理工大學(xué)，河南 焦作 454000；2.河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000；3.河南千年冷凍設(shè)備有限公司，河南 焦作 454000）

1 裝車(chē)工藝現(xiàn)狀及存在的不足

各大煤場(chǎng)、大型碼頭等場(chǎng)合對(duì)快速定量裝車(chē)系統(tǒng)的需求迫在眉睫。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，在企業(yè)中最常用的兩種裝車(chē)形式為軌道移動(dòng)式裝車(chē)機(jī)裝車(chē)工藝和定量秤式裝車(chē)樓裝車(chē)工藝［1］。裝車(chē)樓裝車(chē)的特點(diǎn)是裝車(chē)系統(tǒng)固定，貨運(yùn)車(chē)在裝車(chē)樓下定速移動(dòng)，通過(guò)箕斗落煤進(jìn)行裝車(chē)。

以上兩種裝車(chē)工藝在一定程度上滿(mǎn)足了運(yùn)輸單位的需求，但某些環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)無(wú)法解決現(xiàn)場(chǎng)中的一些突發(fā)問(wèn)題，仍然影響了煤炭的運(yùn)輸效率［2］。存在的問(wèn)題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 由于我國(guó)的列車(chē)車(chē)皮的規(guī)格不統(tǒng)一，因此當(dāng)列車(chē)進(jìn)站時(shí)，需要由專(zhuān)人抄錄車(chē)皮相關(guān)信息，再傳送到控制室，裝卸人員才能根據(jù)車(chē)皮裝載量控制裝卸速度。如遇到風(fēng)雨等惡劣天氣，就會(huì)進(jìn)一步增大抄錄信息的難度，嚴(yán)重影響了裝車(chē)的效率。

1.2 控制室裝卸人員控制裝載進(jìn)度的手段較為單一，主要通過(guò)視頻監(jiān)控和手動(dòng)控制列車(chē)牽引裝置。這需要裝卸人員注意力高度集中，稍有疏忽，就會(huì)出現(xiàn)少裝或超載的情況。少裝，就得重復(fù)操作；超載，就得派專(zhuān)人進(jìn)行二次卸煤。這些情況也加大了工人的工作量。

1.3 列車(chē)進(jìn)入到煤倉(cāng)下方后，列車(chē)移動(dòng)和下煤倉(cāng)落煤的速度不能保持一致，這會(huì)導(dǎo)致列車(chē)裝載不均勻，給地磅稱(chēng)量造成錯(cuò)誤的判斷，造成少裝，無(wú)法實(shí)現(xiàn)列車(chē)的最大裝載量。

2 對(duì)裝車(chē)系統(tǒng)改進(jìn)的幾點(diǎn)設(shè)想

圍繞煤礦煤炭定量裝車(chē)系統(tǒng)存在的不足和缺陷，本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，力求改善目前的裝車(chē)現(xiàn)狀。

2.1 列車(chē)車(chē)號(hào)識(shí)別技術(shù)

我國(guó)鐵路貨運(yùn)車(chē)皮存在著生產(chǎn)廠家不同，規(guī)格各異的現(xiàn)狀。如何實(shí)現(xiàn)不同車(chē)皮車(chē)號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)別是解決快速裝車(chē)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

采用基于微波射頻技術(shù)的車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，代替人工抄錄列車(chē)車(chē)皮信息，實(shí)現(xiàn)了貨運(yùn)車(chē)皮信息的準(zhǔn)確識(shí)別，彌補(bǔ)了條形碼技術(shù)環(huán)境適應(yīng)能力差、識(shí)別速度低的不足，為煤礦的裝車(chē)系統(tǒng)提供了準(zhǔn)確的列車(chē)信息等實(shí)時(shí)基礎(chǔ)參數(shù)。

車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)利用微波的特點(diǎn)，當(dāng)裝載列車(chē)進(jìn)入自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的讀取范圍內(nèi)，車(chē)皮明顯位置上的電子標(biāo)簽接收到微波信號(hào)并將部分微波轉(zhuǎn)換為工作電流，為射頻標(biāo)簽內(nèi)部電路供電，同時(shí)，將另一部分微波反饋回讀取設(shè)備。由裝載車(chē)輛無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽返回的信號(hào)包含負(fù)載車(chē)牌號(hào)和車(chē)輛的其他相關(guān)信息，通過(guò)以太網(wǎng)PC解碼，車(chē)載數(shù)字信息傳輸以后讀取裝置，并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成了裝載車(chē)數(shù)量自動(dòng)識(shí)別車(chē)輛。車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)工作原理示意圖如圖1所示。

圖1 車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)工作原理示意圖

2.2 自動(dòng)配料與稱(chēng)量技術(shù)

自動(dòng)配料與稱(chēng)量技術(shù)主要是控制緩沖倉(cāng)在最短時(shí)間內(nèi)往定量倉(cāng)中準(zhǔn)確配料與稱(chēng)量，它的可靠性對(duì)裝車(chē)的精度起到了至關(guān)重要的作用。該環(huán)節(jié)控制對(duì)象主要包括緩沖倉(cāng)閘門(mén)的開(kāi)度、定量倉(cāng)稱(chēng)重傳感器。

電腦將掃描到的實(shí)際載重量作為參數(shù)發(fā)送給PLC，以稱(chēng)重傳感器信號(hào)作為反饋信號(hào)，實(shí)時(shí)與目標(biāo)值進(jìn)行同步比對(duì)。采用PID調(diào)節(jié)的原則，通過(guò)控制緩沖倉(cāng)逐步減小閘門(mén)的開(kāi)度，控制煤炭的流量，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)范圍時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉所控制的閘門(mén)。

2.3 車(chē)位判別技術(shù)

停車(chē)判別主要采用光電傳感器作為檢測(cè)元件，判斷列車(chē)的位置和列車(chē)間距，利用車(chē)廂自身，以阻止對(duì)光束的反射。由同步電路接通電路，以檢測(cè)物體的是否存在，同時(shí)將輸入電流轉(zhuǎn)換成光信號(hào)輸入到發(fā)射機(jī)，接收機(jī)根據(jù)接收到的光線(xiàn)強(qiáng)度對(duì)列車(chē)具體位置進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)列車(chē)車(chē)廂的不同，在運(yùn)輸線(xiàn)兩側(cè)選擇3個(gè)裝車(chē)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)安裝2組光電開(kāi)關(guān)以便形成互補(bǔ)，判斷列車(chē)的位置反饋給系統(tǒng)，與下煤倉(cāng)閘門(mén)形成閉鎖。如圖2所示，位置1處的光電開(kāi)關(guān)控制C62，C64，C80車(chē)型的放料，位置2處的光電開(kāi)關(guān)控制C63和C76車(chē)型的放料，位置3處的光電開(kāi)關(guān)控制C70車(chē)型的放料。裝車(chē)開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)調(diào)出由車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)得到列車(chē)基本參數(shù)，以此為依據(jù)在1，2，3三個(gè)點(diǎn)中選擇一個(gè)點(diǎn)，作為檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)實(shí)際列車(chē)行進(jìn)到一半時(shí)，該處光電開(kāi)關(guān)動(dòng)作，信號(hào)點(diǎn)閉合，下煤倉(cāng)閘門(mén)打開(kāi)，開(kāi)始往車(chē)廂內(nèi)放料。

圖2 車(chē)位判別光電開(kāi)關(guān)位置

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改進(jìn)車(chē)號(hào)識(shí)別等技術(shù)，一定程度上提高了裝車(chē)效率和裝車(chē)精度，但在一些故障或意外情況下的應(yīng)急措施考慮依然欠缺。下一步需要將可能出現(xiàn)的故障狀態(tài)進(jìn)行總結(jié)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，通過(guò)PLC、組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行、故障檢測(cè)全自動(dòng)化，達(dá)到真正的快速自動(dòng)定量裝車(chē)效果。

［1］郭欣.全自動(dòng)礦山鐵路裝車(chē)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38（10）.

［2］陶全，單勇.調(diào)車(chē)絞車(chē)系統(tǒng)改造［J］.山東煤炭科技，2007（06）.