導語：提高裝車站裝煤效率是實現商品煤順利外運，提升企業經濟效益的重要手段。本期轉化果平台推薦的《基於PLC的選煤廠商品煤動態自動定量裝車係統開發與應用》，利用PLC自動控製原理，編寫自動控製程序，實現對裝車膠帶機、溜槽翻板電動機集中自動控製，係統能夠提前設定裝載量，交替連續動態裝車，裝車過程中無需人為幹預。該係統適用於無鐵路運輸及無自動裝車係統，主要靠汽車運輸且裝車量大、裝車準確性要求較高的選煤廠商品煤動態裝車運輸場所，同時也可以用於其他運輸計量場所。
一、項目背景
某煤礦選煤廠商品煤動態裝車係統存在一下問題：
① 裝車能力：1.4米膠帶機小時運煤量1400t/h單車裝車時間1.5min-2min，最大裝車量由之前960車/天，選煤廠商品煤汽運能力具備3.2萬噸/天的外運能力。
② 操作環境：裝車量全部靠人工通過目測汽車衡積算器顯示量控製，裝車過程對人工熟練程度依賴較高，欠裝及超裝現行明顯，且因人工操作，膠帶機運煤量裝車效率低。
③ 成本控製：現場專門雇傭裝載機進行車輛補噸及超裝卸煤清理，年補噸費用約120萬元左右，裝車成本高。
二、研究內容
1.係統構成
采用西門子小型模塊化PLC——西門子1214PLC開發自動定量控製係統，係統由控製計算機、PLC控製箱、汽車衡傳感器、翻板限位傳感器、電笛等構成。
2.基本原理
利用PLC自動控製原理，編寫自動控製程序，通過采集汽車衡稱重傳感器及積算器數據，並安裝限位傳感器，實現對裝車膠帶機、溜槽翻板電動機集中自動控製。係統能夠提前設定裝載量，達到設定量後，雙卸料溜槽翻板自動翻轉，交替連續動態裝車(裝車外景見附圖1)，裝車過程中無需人為幹預係統。
圖1 帶翻板雙卸料口裝車外景圖
3.關鍵技術
① PLC控製係統的開發、係統功能的設置及不同種類傳感器通訊。
② 實現大運量運煤膠帶機無緩衝倉自動定量直接動態高效率、高精度裝車。
4.工藝流程
① 利用西門子小型模塊化PLC——西門子1214PLC開發自動控製係統，通過采集汽車衡計量顯示數據，實現對翻板的控製(見圖2)。
圖2 臨時裝車膠帶機自動控製示意圖
② 在翻板左右兩側各增加一個接近開關，實現50%到位和100%到位控製，同時具備手動及自動控製功能，手動控製同改造之前，以便於裝車員使用，手動控製程序見圖3。
圖3 手動控製程序原理圖
③自動控製主要由三步組成，一是提前輸入裝載量(即車輛毛重)，默認值為49噸，每側可以輸入10組數據(見圖4)。二是開始一側裝車後，PLC根據汽車衡儀表計量數據采集重量與輸入的裝載量進行數據比對，考慮溜槽落煤點與車廂頂端存在高度差，故每一側均根據實際測量，設置了超前量(見圖5)。三是一側完成裝車後，翻板自動倒在另一側開始裝車，實現自動循環裝車(見圖6)，現場安裝圖(見圖7)。
圖4 重量輸入步驟控製程序原理圖
圖5 裝車稱重數據采集控製程序原理圖
圖6 裝車過程翻板自動控製程序原理圖
圖7 現場PLC控製箱安裝圖
④ 超前量及輸入設置，根據現場反複調試，裏側溜槽(膠帶機機頭正下方)超前量(即提前倒翻板的量)設置為1.6噸，外側超前量設置為2.2噸(超前量根據現場溜槽結構及現場實測確定)，裝車誤差控製在200kg範圍。裝車係統默認稱重量為49噸，可根據實際情況更改，每側一次可輸入10組數據，可減少裝車員的輸入次數(見圖8)。
圖8 現場自動裝車操作界麵圖
5.係統特點
(1)係統適用性強，降低了裝車過程中對人員的依賴性，實現了設備之間數據共享互控。翻板控製按50%、100%開度設定，裝載量數據可10組同時輸入，在自動控製的同時仍具備手動功能，若係統出現故障可轉人工直接控製。
(2)提高了車輛循環率，商品煤外運效率明顯提高，裝車現場環境改善，滿足了礦井生產需求。
三、應用效果
1.裝車能力：該係統應用後，1.4米膠帶機小時運煤量提高400t/h單車裝車時間控製在1.5min以內，提高了現場自動化水平，降低了勞動量。最大裝車量由之前960車/天提高到1200車/天，商品煤汽運能力具備4萬噸/天的外運能力，加之輸煤係統，商品煤外運能力達120-140萬噸/月，匹配礦井能力。
2.操作環境：應用自動裝車係統後，翻板由PLC自動控製，裝車員隻需提前將稱重量輸入電腦，控製電鈴指揮車輛前進即可，無需其它操作，一次完成裝車，減少了對人工的依賴，提高了裝車效率。
3.成本控製：係統應用後，超裝現象較以前明顯減少，臨時煤場卸煤量減少，不再專門雇傭裝載機，年節約費用120萬元，降低了裝運成本。
4.直接效益：裝車準確性可達到98%以上，現場無需專門雇傭裝載機，據估算，年節約補噸費用約120萬元左右。
四、推廣應用前景
該係統利用計算機提前輸入裝載量，達到裝載量後，翻板自動翻轉，交替連續裝車，實現動態自動定量裝車的目標，在降低對人工依賴性的同時提高了一次裝車準確性，投資小，成果明顯。
該係統適用於無鐵路運輸及無自動裝車係統，主要靠汽車運輸且裝車量大、裝車準確性要求較高的選煤廠商品煤動態裝車運輸場所，同時也可以用於其他運輸計量場所。
