論文類別:專家論文
作 者:宋志宏
所在地區:煤炭自動裝車控制系統設計研究
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摘 要:
[摘要]針對目前煤炭人工控制裝車,自動化水平較低且易造成裝載量不合理的現狀,設計一套以PLC為控制核心的煤炭自動裝車控制系統,并利用工控機作為上層監控核心設備。系統可實現無人干預下的自動裝煤,且可實現裝載量恒定,有效解決目前裝車中超載以及虧載的問題。應用測試表明,系統具有自動化控制、可靠性高、安全經濟的優勢,可為企業增加可觀的經濟效益。
。坳P鍵詞]煤礦;裝車;控制系統;自動化;PLC
煤炭作為我國的基礎能源,在我國能源結構中占有舉足輕重的位置[1-2]。我國的煤炭資源分布并不均勻,煤炭需要由原產地煤場運輸到全國各地加以利用。因此,煤炭的裝載運輸就成為較為重要的一環[3]。但是,目前煤礦煤場裝車主要是人工干預下的半自動化控制,時常造成裝載量超載或者虧載的現象,造成很大的人力物力的浪費,給企業帶來了很大的經濟損失。本文針對這種現狀,提出開發一種基于PLC控制并利用上位機進行監控的煤炭自動化裝車控制系統。該系統可實現自動控制裝車,根據實際情況調整控制裝煤流量以及裝煤量,有效實現準確裝煤,減少工人工作量,同時保障裝車工作安全,提升自動化水平,切實為企業增加經濟效益。
1總體方案簡介
目前煤礦煤炭裝車多采用人工控制的半自動化方式,利用稱重系統邊稱重,邊人工調整,裝車人員依靠經驗,時常造成裝載量不準確且效率低,因此,自動化定量裝煤控制系統成為迫切需求[4]。本文所設計的煤炭自動裝車控制系統主要由傳感器檢測模塊、網絡通訊模塊、控制模塊、執行模塊以及上位機監控模塊組成。該系統簡要工作過程為:當運煤車進入煤倉下方穩定后,系統通過重量、位移等傳感器模塊采集檢測車輛信息,反饋給程序控制器,在確認車輛后,啟動給煤設備以及輸送設備,變頻器可根據給煤總量調整給煤機給煤速率,并通過皮帶秤對給煤量稱重后進入運煤車,檢測設備實時監測裝煤量以及車廂質量直至達到設定量,系統停止給煤機輸送機,實現自動化定量裝煤控制。系統整體結構如圖1所示。
2系統的整體設計
綜合考慮了煤礦的復雜運行環境、煤礦運作對安全性、可靠性的嚴格要求以及開發成本等多方面因素,選用在工業控制中開發技術已十分成熟的PLC作為煤炭裝車自動化控制系統開發的基礎,并利用上位機作為監控系統核心設備,實現系統的可視化、在線監測控制功能?刂葡到y的硬件設備包括PLC、變頻器、工控機、通信設備線路等。該系統PLC選用德國西門子公司設計生產的中型S7-300系列,CPU選擇功能較為穩定且強大的CPU315-2DP,該系列PLC采用模塊化設計,結構緊湊,適用各種工業環境。變頻器則選用ABB公司生產制造的ACS800-11型,對給煤機電機工作電源的頻率進行轉換與調整,以達到對給煤量的變頻控制[5]。系統通過變頻器與PLC的配合,實現對電機的安全高效控制。系統硬件結構如圖2所示。
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