选煤厂自动定量装车系统监控平台设计

郭华楼

(西山煤电(集团)公司 屯兰选煤厂， 山西 太原 030200)

0 引言

煤炭的装载与运输经历了人挑肩扛、汽车运输、船舶运输、列车运输的过程。随着煤炭装载和运输效率的不断提高，已由粗放型向精细型转变。装载过程中的自动化、精确性及安全性是当下关心的问题[1-2]。目前自动定量装车系统已广泛地应用于选煤厂、选煤厂的物料、煤料装车。该装车系统监控平台能实现装车全过程监控，实时监控和显示装车系统设备的运行状态、故障信息等，为自动定量装车操作人员及时掌握装车系统信息提供了方便，也为技术人员解决问题提供了便利[3-4]。本文针对选煤厂自动定量装车系统过程存在的问题，设计了自动定量装车系统监控平台。

1 总体设计

选煤厂的自动定量装车系统的监控平台总体设计框架如图1所示。PLC主控制器与监控平台之间以CAN通信方式完成数据的交互。监控平台由监测类数据和控制类数据两个模块组成。

图1 监控平台总体设计框架

1) 监测类数据模块。该模块主要完成自动定量装车系统的数据实时显示，主要显示的数据类别有传感器类数据，如监测带式输送机速度的速度传感器、温度传感器、撕裂传感器，监测缓冲仓的料位传感器，监测定量仓的称重传感器，监测装车溜槽的位移传感器，以及监测待装类车的声光传感器、超声波物位传感器等。显示的指示灯类数据有给煤机运行/停止指示灯、带式输送机运行/停止指示灯、缓冲仓闸门开/关指示灯、定量仓闸门开/关指示灯、待装列车到位指示灯等。显示的故障类数据主要有传感器故障、给煤机故障、带式输送机故障、变频器故障等。显示的报警类数据主要有传感器限位报警、给煤机电动机报警、缓冲仓闸门报警灯等。显示的参数类数据主要有系统电压、系统电流、装煤料总量等。显示的输入/输出数据主要是PLC主站控制器、PLC分站控制器的输入/输出点，如控制按钮输入点、给煤机启动或停止输出点、缓冲仓闸门控制输出点、装车溜槽输出点等。显示的模拟量数据主要有温度传感器采集到的模拟量、速度传感器采集到的模拟量、称重传感器采集到的模拟量等。

2) 控制类数据模块。该模块主要包括一键启动、一键停止、急停、采煤机启动/停止控制、带式输送机启动/停止控制、缓冲仓闸门控制、定量仓闸门控制、装车溜槽控制、列车牵引控制等。

2 数据通信定义

PLC主站控制器与监控平台之间以CAN通信方式实现数据和控制指令的传递。采用CAN2.0B协议，设置传输速率为250 kbit/s，帧格式为标准帧格式，监控平台的节点号为2[5-6]。PLC主站控制器与监控平台的CAN通信协议格式定义见表1所示。

表1 PLC主站控制器与监控平台CAN通信协议格式定义

表2给出了CAN通信协议中给煤机状态的具体物理意义，0X01表示给煤机的电源信号，0X02表示给煤机的故障信号，0X03表示给煤机的运行信号。CAN通信协议中的带式输送机状态、闸门电动机状态、牵引电动机状态的具体物理意义同给煤机状态物理意义的标示基本相同，这里不再赘述。

3 监控平台的实现

用于选煤厂的自动定量装车系统监控平台如图2所示。监控平台一共分为6个画面，即主控制画面、传感器数据画面、给煤机画面、带式输送机画面、故障报警画面及历史查询画面。另外，还包括待装类车全部信息的打印功能。在监控平台的主控制画面中动态显示了缓冲仓、定量仓及装车溜槽在装载煤料时的效果图，实时显示了在装车过程中待装列车的匀速移动过程，并着重标示了缓冲仓闸门的四级联动过程、定量仓闸门的二级联动过程。在主控制画面中又显示了待装车厢的基本信息，包括操作人员、车厢编号、车型、车号、待装车辆的自重、额定载重等。显示的信息还包括给缓冲仓、定量仓闸门提供动力的1#油泵、2#油泵启动/停止状态。在主控制画面的左侧显示了缓冲仓/定量仓当前的装料质量一级料位位置。在主控制画面的右下角为自动定量装车系统的一键启动、一键停止及急停控制输入，通过触动该3个控制按钮，可实现自动定量装车系统的自动化过程;点击主控制画面下方的“传感器数据”、“给煤机”、“带式输送机”、“故障报警”、“历史查询”可转入对应画面。点击主控制画面下方的“打印”，可实现待装过程全部数据信息的打印。

表2 监控平台给煤机状态物理意义

图2 监控平台主画面

4 结论

本文设计的选煤厂自动定量装车系统监控平台，不仅提高了现有选煤厂自动定量装车的生产效率，还提高了自动定量装车精度及装车质量。另外，设计的用于选煤厂的自动定量装车系统更有利于实现装车系统的智能化生产，减少装车系统工作人员的数量，降低发生事故时的人员伤亡，促进选煤厂装车系统的高速建设和发展，提高我国选煤厂装车系统在国际上的竞争力，在经济发展及社会发展方面都有着重要的理论和实际意义。