摘要：原料場(chǎng)物流自動(dòng)控制及管理系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)料場(chǎng)工藝流程的監(jiān)控及物流管理，主要實(shí)現(xiàn)原料由火車、汽車運(yùn)載原料進(jìn)原料場(chǎng)信息的自動(dòng)錄入、受煤坑螺旋卸料車自動(dòng)控制，堆取料機(jī)的自動(dòng)控制、裝載機(jī)、推土機(jī)的通信及定位、煤堆的測(cè)量、備煤筒倉(cāng)布料皮帶小車的自動(dòng)控制等。通過(guò)將各個(gè)環(huán)節(jié)連接起來(lái)，達(dá)到對(duì)整個(gè)原料場(chǎng)進(jìn)行管理的目的。

關(guān)鍵詞：原料場(chǎng)；安全生產(chǎn)；物流管理；自動(dòng)控制及管理系統(tǒng)；工藝流程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP216 文章編號(hào)：1009-2374（2015）11-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.035

唐山中潤(rùn)煤化工有限公司現(xiàn)已投入了汽車過(guò)磅數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)、火車翻車機(jī)控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、備煤DCS、自動(dòng)配煤系統(tǒng)等幾套系統(tǒng)，所有系統(tǒng)之間都是相對(duì)獨(dú)立。且對(duì)于裝載機(jī)、推土機(jī)、受煤坑卸料機(jī)、堆取料機(jī)、布料小車等設(shè)備是單獨(dú)的機(jī)械操作。整個(gè)原料場(chǎng)未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)原料場(chǎng)物流自動(dòng)控制及管理系統(tǒng)，根據(jù)原料場(chǎng)的工藝流程及現(xiàn)有的系統(tǒng)狀態(tài)，想要實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)的控制（根據(jù)來(lái)料確定）、汽車車號(hào)識(shí)別，受煤坑螺旋卸料車自動(dòng)控制，裝載機(jī)、推土機(jī)調(diào)度，堆取料機(jī)的自動(dòng)控制、煤堆的測(cè)量，備煤筒倉(cāng)布料皮帶小車的自動(dòng)控制。將系統(tǒng)分成多個(gè)子系統(tǒng)，且每一個(gè)子系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的單元，互不影響其他單元的運(yùn)行。每一個(gè)子系統(tǒng)都設(shè)計(jì)對(duì)外標(biāo)準(zhǔn)接口，通過(guò)接口的方式，將所有子系統(tǒng)整合到一起，實(shí)現(xiàn)原料場(chǎng)控制及物流管理。

此系統(tǒng)從安全生產(chǎn)和物流兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，安全生產(chǎn)是通過(guò)對(duì)火車、汽車、堆取料機(jī)、運(yùn)輸皮帶、卸料小車等所有機(jī)車，通過(guò)采集各機(jī)車的動(dòng)作狀態(tài)信息等，實(shí)現(xiàn)各機(jī)車之間、輸送帶和輸送帶、輸送帶與堆取料機(jī)等之間的安全聯(lián)鎖。物流管理，是原料場(chǎng)重中之重的部分，分為汽車來(lái)料和火車來(lái)料兩個(gè)物流管理。汽車來(lái)料物流管理：原料經(jīng)汽車運(yùn)輸至料場(chǎng)后，先通過(guò)在入口處進(jìn)行過(guò)磅，測(cè)量出汽車所運(yùn)載料種的重量以及汽車信息（包括料種的來(lái)源地、汽車車牌號(hào)碼、料種信息等）。過(guò)磅后的汽車，經(jīng)過(guò)采樣機(jī)，對(duì)運(yùn)載的料種多次隨機(jī)采樣，采樣后的料種被運(yùn)輸至化驗(yàn)室，驗(yàn)出料種的具體成分。汽車采樣后，汽車將分兩條不同線路，將料種進(jìn)行卸載：一部分在受料坑卸料，另一部分則直接將料種卸載在原料場(chǎng)區(qū)域。汽車卸料完畢后，在空車過(guò)磅處回皮，測(cè)量出空車的重量。火車來(lái)料物流管理：由火車運(yùn)載的原料進(jìn)入企業(yè)后，首先系統(tǒng)根據(jù)入口的RFID火車識(shí)別車號(hào)天線，讀取每一列火車的車號(hào)數(shù)據(jù)（為便于讀取火車車號(hào)的順序，系統(tǒng)將RFID安裝在采樣過(guò)磅之前），并將數(shù)據(jù)發(fā)送至采樣過(guò)磅處，在經(jīng)過(guò)采樣過(guò)磅后，火車每一列車廂形成一條完善的來(lái)料數(shù)據(jù)。當(dāng)火車車廂在翻車機(jī)處翻車時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)火車的車廂順序，并結(jié)合采集到翻車機(jī)的動(dòng)作信息，準(zhǔn)確獲知哪些車廂已被卸載及卸載原料的重量等。

原料場(chǎng)自動(dòng)控制及管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為四個(gè)部分：來(lái)料信息管理、受煤坑卸料控制管理、料場(chǎng)設(shè)備控制管理、料倉(cāng)設(shè)備控制管理。系統(tǒng)采用雙服務(wù)器的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。雙服務(wù)器采用雙機(jī)熱備的模式，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障，另一臺(tái)服務(wù)器在無(wú)人干預(yù)的情況下自動(dòng)地接管系統(tǒng)，并能獨(dú)立穩(wěn)定地

運(yùn)行。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)的功能，通過(guò)借助Internet網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)、修改、故障分析、系統(tǒng)排查等功能。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)操作人員需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)、故障查詢時(shí)，我們?cè)诒镜鼐涂梢灾苯咏尤胂到y(tǒng)，一步一步仔細(xì)地對(duì)操作工進(jìn)行指導(dǎo)。為了保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，我們對(duì)用戶設(shè)置不同級(jí)別的權(quán)限，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)增加防火墻控制。

系統(tǒng)將服務(wù)器放置在距離現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)的中控或調(diào)度室，并在中控（或調(diào)度室）操作臺(tái)上放置有監(jiān)控顯示器。操作工人能隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、編制相應(yīng)的計(jì)劃、打印日志記錄等數(shù)據(jù)，同時(shí)，系統(tǒng)在操作界面設(shè)置有緊急情況處理和向下一級(jí)發(fā)送命令方案，在緊急情況下，系統(tǒng)允許操作工人停止現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行。

1 汽車來(lái)料信息管理

汽車來(lái)料信息管理對(duì)汽車運(yùn)載的物料在料場(chǎng)各區(qū)域的管理，包括過(guò)磅、回皮、采樣、卸料等工藝流程。因現(xiàn)場(chǎng)已存在過(guò)磅、回皮、采樣系統(tǒng)等，為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)汽車作業(yè)區(qū)的管理，我們對(duì)汽車在受料坑、料場(chǎng)卸料的區(qū)域增加一臺(tái)計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)記錄進(jìn)入該區(qū)域的汽車的信息，并接入到過(guò)磅、回皮、采樣系統(tǒng)局域網(wǎng)內(nèi)。

2 火車來(lái)料信息管理

火車來(lái)料信息管理不同于汽車來(lái)料信息管理，比汽車來(lái)料信息管理要簡(jiǎn)單?；疖囆旭偟穆肪€固定，而汽車行駛的路線很隨便。實(shí)現(xiàn)火車來(lái)料信息管理的重點(diǎn)，在于識(shí)別火來(lái)運(yùn)載物料進(jìn)入企業(yè)時(shí)，需正確地識(shí)別出每列火車的車廂號(hào)碼，并準(zhǔn)確的記錄。我們采用應(yīng)用很廣泛的RFID火車車號(hào)識(shí)別天線，對(duì)火車車廂號(hào)碼的識(shí)別。

火車來(lái)料信息管理包括對(duì)火車車號(hào)的自動(dòng)識(shí)別、采樣過(guò)磅處數(shù)據(jù)接口的采集、翻車機(jī)動(dòng)作信息的采集等。

3 受煤坑卸料控制管理

受煤坑卸料控制管理是對(duì)進(jìn)入受煤坑的汽車，通過(guò)螺旋卸料機(jī)將汽車運(yùn)載的原料，卸載在受煤坑上，在打開受煤坑閥門后，通過(guò)輸送帶運(yùn)輸至料場(chǎng)或料倉(cāng)。

4 料場(chǎng)設(shè)備控制管理

料場(chǎng)設(shè)備控制管理分為兩個(gè)主部分：一個(gè)是堆取料機(jī)控制管理；另一個(gè)是無(wú)軌機(jī)車位置識(shí)別及卸料管理。堆取料機(jī)控制管理采用千盟專利技術(shù)——感應(yīng)無(wú)線車上位置檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)在堆取料機(jī)、軌道、中控室安裝一套車上位置檢測(cè)系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)與中控室之間的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)交換等。無(wú)軌機(jī)車位置識(shí)別及卸料管理采用無(wú)線及GPS定位技術(shù)，通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)無(wú)軌機(jī)車在料場(chǎng)區(qū)域的定位，由便攜式PDA實(shí)現(xiàn)無(wú)軌機(jī)車卸料管理，并以無(wú)線的方式將無(wú)軌機(jī)車卸料數(shù)據(jù)發(fā)送到中控室。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)的設(shè)備控制管理采用兩種不同的通信方式，感應(yīng)無(wú)線通信和工業(yè)無(wú)線通信。感應(yīng)無(wú)線是通過(guò)鋪設(shè)在堆取料機(jī)軌道邊沿，由安裝堆取料機(jī)上的天線箱發(fā)出頻率，與編碼電纜多處交叉位置產(chǎn)生磁場(chǎng)，而達(dá)到識(shí)別機(jī)車位置。感應(yīng)無(wú)線通信主要實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的位置檢測(cè)，堆取料機(jī)狀態(tài)信號(hào)的采集等。無(wú)線通信具有通信速率快、數(shù)據(jù)傳輸安全等優(yōu)點(diǎn)，主要實(shí)現(xiàn)汽車卸料數(shù)據(jù)的傳送、堆取料機(jī)堆取數(shù)據(jù)的傳送等。

5 布料設(shè)備自動(dòng)控制管理

布料設(shè)備自動(dòng)控制管理主要是根據(jù)采集輸送帶狀態(tài)信息、布料小車狀態(tài)信息、料倉(cāng)料位信息，并根據(jù)布料工藝流程，實(shí)現(xiàn)料倉(cāng)與中控室、布料小車與中控室的相互通信，PLC將所有的信息連接在一起，通過(guò)程控的方式，實(shí)現(xiàn)布料小車自動(dòng)操作。

6 結(jié)語(yǔ)

原料場(chǎng)機(jī)車控制及管理系統(tǒng)，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)在設(shè)備上增加傳感器，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的作業(yè)狀態(tài)，結(jié)合工藝流程，實(shí)現(xiàn)了升級(jí)堆取料機(jī)全自動(dòng)操作、受煤坑螺旋卸料車自動(dòng)操作、布料小車自動(dòng)操作，提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，減少人工操作，大大提升了企業(yè)的自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 王常力.分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例

[J].電子工業(yè)，2005，（1）.

[2] 王淑玲.青鋼原料廠自動(dòng)控制系統(tǒng)冶金機(jī)械、冶金生產(chǎn)自動(dòng)化[J].工程技術(shù)信息，2000，（2）.

[3] 丁毅.馬鋼原料廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[J].冶金機(jī)械與自動(dòng)化，1994，（2）.

[4] 張志成，李福龍，康愷.DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)在焦化廠原料車間的應(yīng)用[J].硅谷，2011，（14）.

作者簡(jiǎn)介：郭洪榮（1980-），女，遼寧錦州人，唐山中潤(rùn)煤化工有限公司工程師，研究方向：自動(dòng)化儀表。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）