有圆形堆取料机远程操作系统的研究

张旭飞　周铁梁　张凓栗

摘 要：圆形堆取料机属于重型工业设备的一种，其工作环境相对密闭，且存在一定的粉尘与有害气体，对设备操作人员的安全与健康会有一定的影响，远程操作便可以很好的解决这一问题。此外，随着工业经济的迅猛发展，圆形堆取料机广泛应用于港口、冶金、焦化、火力发电等行业，远程操作也可以更好的提高工业生产的自动化水平，满足行业发展的需要。因此，在工业计算机技术高速发展的今天，圆形堆取料机远程操作也是行业发展的必然趋势。

关键词：圆形堆取料机；远程操作；系统

近年来，随着工业网络通讯技术、检测识别技术以及工业监控等技术的快速发展，越来越多的重型工业设备的生产面貌发生着变化，逐步向着更可控、更稳定、更安全、更高效、更环保的方向迈进。其中大型全封闭圆形堆取料机自上个世纪70年代产生以来，经过几十年的不断完善，已经广泛应用于电力、建材、化工、矿山、码头、煤炭、粮食等行业物料存储与输送，其安全性与可靠性已经得到众多行业业绩的证明[1]。

同时，在科学生产力水平不断发展的今天，人们对圆形堆取料机工业自动化程度也在不断提出新要求，而远程操作系统便是其中的重要组成部分之一。远程操作系统不仅可以让设备操作人员远离恶劣的工作环境，也可以更好的节约人力成本，提高生产效率。因此，圆形堆取料机远程操作也是行业发展的必然趋势，也是当今研究的重点与难点。本文分别从以下几个方面对圆形堆取料机设备的远程操作进行论述：

（1）远程操作系统的提出

（2）远程操作系统的硬件组成

（3）远程操作系统的控制方式

（4）远程操作系统的发展趋势

1 远程操作系统的提出

目前，圆形堆取料机的操作方式主要以操作人员在设备上面的司机室里面进行操作为主，而输送的货物以煤炭、矿石以及化学制品等居多。当设备处于工作状态时，环境中存在许多的粉尘或者一些有毒害的气体。恶劣的工作环境将会对操作人员的身体健康产生一定的影响。为了保障操作人员的人生健康安全，从而提出对设备进行远程操作。此外，一套安全可靠的远程操作系统不仅仅可以改善操作人员的工作环境，还可以减少人力成本，提高生产效率。因此，远程操作系统也是设备使用者的迫切需求。

2 远程操作系统的硬件组成

2.1 光纤通讯技术

光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通讯方式。其通讯的原理是在发送端首先把要传送的信息变成电信号，然后调制到激光器发出的光束上，使光的强度随电信号的频率变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号把它变成电信号，经解调后恢复原信号。

由于其具有频带宽、容量大、抗电磁干扰能力强，因此，远程操作系统主要采用光纤来进行通讯。

2.2 超声波料位计与工业摄像机

远程操作系统中，为确保设备的安全，防止设备与料堆相撞，实时测量设备与料堆的距离显得尤为重要。超声波料位计不仅具有简单经济的优点，安装维护上也比较方便，因此在设备上采用超声波料位计来进行料堆位置的测量，测得更加精确的数据传至PLC，供控制系统使用。除了料位计，机上还安装有许多进口的编码器、接近开掛、机械开关等传感器，实时反馈设备的工况并做相应的保护。此外，利用工业电视采集的视频信号，通过光纤传至控制室，将料场内的实际工况显示在大屏幕上，从而进一步确保生产的安全、稳定与可靠。

2.3 PLC与上位机硬件系统

在远程操作系统中，中央控制室内有一套上位机系统，可以对机上的PLC系统进行实时的监控。此外，控制室内内还包含一套操作台，并发送相应的控制命令至机上的PLC系统，对设备进行远程控制。机上的PLC系统主要用于对设备进行控制，接收主PLC发来的指令，并将运行状态反馈给主PLC。

2.4 远程操作系统结构简图

3 远程操作系统的控制方式

圆形堆取料机的操作方式分为就地操作、司机室操作以及远程操作三种操作方式。当设备进行检修时，需将操作台上的模式选着选择旋钮旋至就地模式，检修人员可以在就地操作箱内操作设备。当设备进行正常工作时，如果操作人员在堆取料机司机室内操作，则将旋钮旋至司机室操作，操作人员即可在司机室内的操作台上对设备进行操作。如果操作人员在中央控制室，则需要将旋钮旋至远程模式，此时操作人员可以在中央控制室对设备进行操作。上述三种操作模式之间均有连锁，即选用一种操作方式之后，其它的操作方式下的控制命令均为无效命令，这样可以确保设备运行的安全与可靠。除此之外，在工控机的监控画面上有堆取料机各机构实时的角度、位置、电机的电流以及完善故障报警，再加上工业电视的视频显示，进一步确保操作的安全性与可靠性。

4 远程操作系统的发展趋势

目前，随着通讯技术的日益成熟，传感技术的不断创新，圆形堆取料机的远程操作的应用越来越广泛，中原普光圆形堆取料机、烟台万华热电圆形堆取料机、青海盐湖镁业圆形堆取料机等设备相继开始使用远程操作。在安全、稳定、可靠的前期下，圆形堆取料机的远程操作将朝着全自动无人值守的方向发展，堆取料机也将更加的智能化，可以直接对工作任务进行识别，并作出相应的控制命令。操作人员不必进行繁琐的操作仅仅只需将工作任务输入，设备即可自行开始工作，直至任务完成，不仅大大节约了人力成本，也让工作效率得到相当大的提高，这将会是圆形堆取料机远程操作发展的必然趋势。

参考文献：

[1] 王清和，迟继锋. 圆形料场系统在煤炭储运行业的应用与推广[J]. 西北煤炭. 2007（03）：21-24.

[2] 张泽荣.可编程序控制器原理与应用[M].北京：北京交通大学出版社， 2004：103-121.

[3] 吕明荟，李毅民.斗轮堆取料机的发展趋势[J].港口装卸. 2008（02）：21-23.