定量装车滑槽秤在粮食筒仓系统的研究与应用

2023-07-17温宏杰闫发宣史纬琦陈厚斌李金蔚

现代食品 2023年8期

◎ 温宏杰，王磊，闫发宣，史纬琦，陈厚斌，李金蔚

（山东港口集团青岛港董家口分公司，山东青岛 266000）

1 主要存在问题

在粮食装车过程中没有合适的计量装备，一般凭借人工经验进行装车。因为超载源头治理，超载车辆不允许出港上路，欠载上路则浪费运力，所以在粮食装车时往往会出现超载卸、欠载补的问题，大大降低了装车效率。为了提高装车效率，急需一种计量准确、稳定可靠的定量装车系统。在放料仓下增加定量装车滑槽秤作为快速计量装置，可有效地提高装车效率。

2 设计方案

在筒仓侧壁放料溜管的基础上进行改造安装，在原下料管中间靠近平台位置安装管式滑槽秤（见图1）。将原手动阀上移，并在手动阀下端新增电动快开阀，法兰出口处安装管式滑槽秤，滑槽秤出口与末端下料溜槽法兰直联。末端下料溜槽需增加支架或加强筋与平台固定。料仓靠下合适位置安装防爆电气仪表控制柜，以方便操作人员进行装车量设定、装车操作、急停控制等[1]。

图1 改造前后结构对比示意图

3 实施方案

设备工作在亚热带季风性湿润气候向温带季风气候过渡区的自然环境中，且处于粮仓仓下，在非生产时间粮仓仓下处于密封状态，设备运转过程粮仓仓下处于半封闭状态，工作环境良好；滑槽秤安装于粮仓出料口气动平阀门下端，用于下料引导及对物料装车计量，同时，秤体内过料面附着耐磨材料。设备表面采用喷塑处理，使设备拥有优良的防腐、防锈性能，设备称量的物料有大豆、玉米、小麦和稻谷等，其称量能力可以达到300 t/h（允许超产10%），称量精度可以控制在5‰以内[2]。

散粮定量装车滑槽秤主要由溜槽秤和管理系统组成。滑槽秤主要包括滑槽秤秤体、电气仪表柜、称重传感器和无线遥控装置，管理系统主要包括定量装车管理软件和计算机，称重传感器在垂直方向上可以承受300 kg的力，在水平方向上可以承受250 kg的力，无线手操器用于就地设置车辆装载量、开关阀和指挥操作提示车辆等，在就地、停止和远程3档转换开关的远程模式下，可以使用手操器进行溜槽秤的装车操作，实现就近控制装车阀门的开关和装车量的设定等操作，包括设定量、阀门开关和装车量清零的操作。其中，设定量通过使用十位、个位、十分位和百分位进行设定，操作工人可以手持遥控器指挥待装车辆移动，遥控器可以实现装车启动和装车停止指令。

另外，可以进行设定量远程设置和上一次装车清零操作，避免因操作工人在指挥车辆的同时操作电气柜按钮，造成反应不及时出现的误操作或操作事故。称重仪表具有优良的精度性能，配套液晶显示、触控屏幕和中文显示界面，仪表可以进行加密，在完成参数配置后，可以启用仪表加密保护功能。一般权限的操作工人只可以进行装车设定量输入、急停操作，其他按键和操作页面被锁定；具备管理权限的管理人员经密码确认后可进行高级参数的设定。滑槽秤采用了全封闭形式，保障设备运行过程中对粉尘的防护要求，设备中所有的电机、电气仪表、传感器等电气类部件都采用了符合粉尘防爆要求的装置。

在设计工程中，要求设备的机械结构件安装简单、检修形式灵活、磨损件便于更换，管理系统预留的接口和数据交互协议，后期通过互联网可以实现企业的数据共享。管理系统拥有优良的人机交互界面，可以在计算机端实现装车量的设定、启动、停止以及流量显示、已装量显示、数据报表管理，存储可供查询的数据不小于24个月，同时可以接入装车现场监控画面，便于操作人员远程指挥车辆[3]。

4 系统工作流程

4.1 车辆就位

待装车辆入厂后，由操作人员（或称装车工）指挥待装车辆停在滑槽秤装车系统的出口下方。

4.2 设定装车量

车辆停到指定位置后，由操作人员根据待装车辆信息核对，在滑槽秤装车系统称重控制仪表上输入本次待装车辆的额定装车值。

设定方式：①通过电气柜门设定旋钮调节输入。②使用遥控手操器输入。③中控电脑输入。设定量会在仪表液晶屏上显示。

4.3 装车过程

由操作人员确认后启动装车，在电气柜上按“启动”按钮或在遥控手操器按“启动”按钮或中控电脑点“启动”键，控制系统发出开阀指令，阀门开启开始下料，经过滑槽秤计量后落入待装车辆车厢内，当装载量达到车厢内一定高度后需移动车辆，由中控人员切换红绿灯或由现场操作人员操作电气柜门上的按钮或遥控器按钮切换红绿灯的指示信号，司机根据提示移动车辆（红灯停车、绿灯行进）。

操作人员和司机按操作提示完成多点装车。当装车量达到设定量时，系统自动给出停止指令，上部阀门根据指令动作，阀门关闭后停止下料。随后操作人员给出“绿灯”行进指示，司机根据提示移动车辆退出装载区，一个装车流程结束。

4.4 应急处理

在装车过程中，需紧急停止下料时，可操作电气仪表柜上的“停止”按钮，必要时由司机按下仓下设置的“急停”按钮，恢复装车时可以继续启动后续装剩余量[4]。

5 系统优点

5.1 防护效果好

采用全封闭式结构，有效防止粉尘外溢。过料面加耐磨衬板材质，防腐耐磨损。设备采用喷塑工艺，外观美观，耐腐蚀。

5.2 维护检修方便

结构设计精巧，箱体内部无积灰死角。采用翻盖式设计，结构件、传感器等关键点通过翻转后可到箱体外部，方便开盖维护[5]。

5.3 计量准确度高

由于滑槽是直接通过传感器固定在支架上的，没有支点、拉杆等任何活动部件，也没有与滑槽直接连接而引入外力的任何机构，因此，滑槽秤的稳定性就是传感器的稳定性，稳定性和准确度在3‰~5‰。

5.4 运行费用低

滑槽秤的耗电只有20 W，没有电机等耗能部件，也不需要专门的维护人员，因此其运行成本低。

5.5 支持实物标定

滑槽秤可以采用实物标定的方式进行校准。需要标定时，只需根据装车过磅数据，通过简单操作即可完成。

5.6 可视化的人机操作界面

彩色中文显示界面，操作简单明了，不需要任何参数代码。方便简洁的人机操作界面，配合说明书的指导，仪表的操作要领容易掌握。

5.7 符合粉尘防爆要求

电气仪表柜、传感器、接线盒、电机等电气部件符合A21区粉尘防爆要求。

6 效益分析

粮食筒仓溜槽在市提装车作业过程中，无法对装车重量进行精准计量，从而导致司机频繁地添加料，降低作业效率，同时该问题也直接制约着市提作业无人化的升级。对粮食筒仓溜槽市提作业量进行精准计量控制，控制装车作业量，实现一次装车，杜绝频繁添加物料，同时推广无人装车技术，实现粮食筒仓溜槽市提作业无人化。可以实现作业过程的无人化和自动化，单条作业线减少作业人员2名，提高作业效率10%以上，产生直接的经济效益。