全自动汽车采样机在火电厂的应用

刘益嘉

摘 要：本文阐述了全自动采样机在火电厂应用经验，供大家参考。

关键词：火电厂；入厂煤采样机；采样机

0 引言

在整个电厂煤炭采制化过程中，煤样的采取是采制化中的重要环节，煤样是否有代表性，煤样的采取是关键。人工采样时，往往受采样工具、人为因素等影响，所采煤样代表性不强，用自动机械化采样机代替人工采样，完全满足国标要求。既保证了采样时间、子样数目、子样重量等，又确保了横截煤流全断面的采取，使煤样具有代表性。

机械采样与人工采样比较，不但安全可靠，劳动强度小，工作效率高，而且采样随机性强，更符合国家标准的要求，不会受人为因素的影响。提高了产品质量检验的准确度，为及时指导生产，保证煤产品质量，发挥煤质技术检查“及时、准确、有代表性”起重要作用。

一切采样行为都必须符合国家标准：煤炭的机械化取样标准（GB19494系列）。

1 采样机的组成

我厂采样机主要由机械螺旋取样装置、行走系统、声波探测系统、汽车天线识别系统、PLC控制系统、煤样封装系统、样品唯一码喷码系统、快速检测系统组成。该设备具有高度自动化，能够自动完成车辆信息采集、随机选择取样点、自动完成样品的缩分、集样和弃料收集及对煤质的快速检测。保证了取制样设备工作的可靠性及准确性。

行车系统由大车行走系统和小车行走系统组成。采制样系统由螺旋采样机构、初级给料机、破碎机、二级给料机、缩分器、自动集样罐、弃料装置组成。其中螺旋采样机构安装于小车行走系统上，小车可在车厢横向方向定位采样头。大车行走系统可带动小车沿导轨方向移动。声波探测系统来确定行走的范围、PLC及电气均安装在控制柜通过继电器和接触器、变频器来控制整个系统。

2 采样机的原理

汽车入厂煤采样机先用螺旋钻提取煤样，再通过密闭式初级给料送入破碎机，破碎后进入匀料仓搅拌后卸料至二级给料机，经过缩分器进入集样罐，在集样罐满后进入打包机进行封装，喷码机对样包进行唯一编码打印，完成一次采样。

收集样罐一共有8个并安装在电子称上，以便得知每次采样的重量。

每辆车都根据每一天的矿发量来确定采样次数，以便达到国标标准，还增加了采样的效率。

研华工控机为上位机，它能与PLC相互通讯，接收并显示工况信息、进给值、故障码、采样点、车型号、时间、拉筋数量及位置等信息，系统设有测距定位功能。控制系统设有手动/半自动/自动/无人值守/暂停采样五种工况供操作人选择。

3 采样机的控制方式

采样机装置由上位机控制系统，电气控制系统组成，上位机系统由工業控制计算机和先进的工控组态软件组成，采样机全部设备的状态可由上位机通过报警画面进行显示，并且能对系统进行实时监控、数据采集、车辆信息录入、快速检测结果记录、历史记录存档。电气控制系统是以PLC可编程逻辑控制器为核心构成的自动控制系统，系统由电气控制柜组成。可以执行上位机发出的指令，也可以独立完成自动采样过程。系统设有自动/手动转换开关，在手动状态下，可人工启动系统的各设备，并可通过逻辑报警、继电器、限位开关了解故障原因等，实现对电机的就地启动维护控制；在自动状态下，系统由PLC逻辑程序控制，设备的依照预先设定的连锁关系运行，一旦出现故障，将在系统操作画面进行报警、采样机所有设备无法运行，待问题处理完毕系统复位完毕后可正常使用。系统设有限位保护、过载保护、过流保护、断相保护、接地保护等完善的电气保护措施，整个系统工作流程在上位机画面显示。画面中每个按钮都有PLC逻辑控制可以实现采样机各个部分的单独操作。

在扫描天线扫到车辆信息并录入系统，档杆落下司机听到“请熄火下车”语音提示，按下启动按钮后即自动按PLC程序运行。当车辆信息与录入信息不符合时采样机将拒绝采样并返回初始位置。只有车辆信息正确采样机才能正常采样。

整个系统由微机系统、PLC控制柜、电气柜、保护元件组成；工控机为研华工控机；PLC系统采用西门子S7-200产品。系统通讯接口只由485、232接口组成；系统设有限位开关、接近开关和有的电气保护措施。

4 采样机的特点

采用PLC技术，自动化程度高，运行可靠。系统设计紧凑，节省空间，适于低空安装。单元式结构便于现场组合安装。精心的设计和选材有效地防止堵料和撒料。

全自动采样机由车辆信息自动扫描系统、车辆自动定位系统、全自动采样系统、自动语音提示系统、制样装置、缩分集样装置、远程控制系统及监控系统组成，各个部分既可连锁全自动运行，也可独立手动操作。横向、纵向任意行走，采样头能实现汽车车厢内任意选点，全段面采样。

5 现场的应用效果

5.1 长期以来采用人工采样，老采样机存在采样选点不随机、无法全断面采样、样品收集不密封、堵煤问题严重、控制及通信电缆长期裸露在外，样品需要二次破碎等问题。人工干预过多无法在采样环节做到公平公正。机械全自动采样机能解决以上问题。

5.2 机械化采样水平的提高，极大的减少了工作时间提高了工作效率。

5.3 采样头经常堵煤造成液压杆无法灵活动作，造成样量少。必须时常进行清理，严重时必须重新安装采样头。

5.4 因为大小车行走采用的是PLC时间计数，在车辆信息录入错误时，常采到车帮或者拉筋上。这时必须有采样员手动停止，并重新设定行走时间和车辆数据。

5.5 缩分器的启动是由二级给料机的启动时间由PLC计数启动的，只要上级设备检修或者维护后常导致其缩分时间变化，需要重新设定。

5.6 车辆信息全部录入在车辆射频卡中，车辆驾驶室如果潮湿射频卡就有可能失灵，需要司机手动烘干，影响采样效率。

6 总结

全自动采样机针对每车随机产生采样点位置，解决了采样点位置单一、采样深度单一采样人员必须按照系统生成的采样点去采样，规范了采样人员的操作行为；全程监控采样过程，做到有据可依；系统随机分配采样桶，采样桶与样品的对应关系由计算机管理，避免人为操作导致的混样问题；保证采样公平公正，保证所采煤样具有代表性，减少了原煤样掺假现象的发生。同时对现有设备存在的问题进行改进。