中控室斗輪機電子秤值可視化實現

魏小剛 劉力華

（廣州港股份有限公司西基港務分公司 廣州）

一、問題

港務分公司現有8臺斗輪機（SR1～SR8），根據碼頭裝駁船需要，SR1～SR6斗輪機的機上皮帶裝有電子秤，以便司機掌握取煤量。斗輪機狀態信號傳輸至斗輪機PLC（以下簡稱斗輪PLC），通過雙絞線與中控的通信PLC（以下簡稱通信PLC）進行通信，通信PLC使用輪詢方式對SR1～SR6進行信息交換，通信PLC再與中控主PLC（以下簡稱主PLC）進行點對點傳輸。中控操作界面通過組態軟件與主PLC進行信息互換，將斗輪機狀態信號傳輸至中控室操作界面（圖1）。

圖1 斗輪機狀態信號傳輸流程

目前斗輪機狀態信號只是實現數字量傳輸，未實現數值傳輸，即電子秤值未傳輸至中控室操作界面，中控人員不能及時了解取煤量，影響斗輪機裝駁船效率。有時中控人員與斗輪機司機溝通不及時或溝通錯誤，造成所裝駁船量存在誤差。為此利用碼頭已有硬件設備和通信線路，對斗輪PLC、通信PLC、主PLC和組態軟件進行編程，最終實現在中控室顯示斗輪機電子秤值。

二、改造步驟

1.電子秤脈沖信號與清零信號傳輸至斗輪PLC

電子秤脈沖信號通過繼電器K1以及在駕駛室安裝的清零按鈕連接至斗輪PLC的DI點（圖2）。斗輪PLC收到電子秤脈沖信號后，通過累加計數器計數總脈沖數（電子秤值）并存于斗輪機 PLC 地址“#R5044”，電子秤清零信號作用是清零“#R5044”（圖 3）。

圖2 硬件連接

2.斗輪PLC將電子秤值傳輸至通信PLC

圖3 斗輪PLC程序

（1）斗輪PLC與通信PLC數據校驗，確保數據傳輸的準確性（圖4）。根據約定，斗輪PLC地址“#R411”第一位數為校驗位，斗輪PLC每經過一次掃描就將地址“#R411”第一位賦值為1，通信PLC在接收數據之前，首先判斷“#R411”值是否為零，若等于零，此次掃描周期內沒有接收到數據

（累計到3s都沒有接收到數據，則顯示通信故障）。“#R411”的值不等于零，再判斷地址“#R411”中第一位值是否為1，若不等于1，則這次掃描周期內的通信異常，不接收此次斗輪機所傳數據；若等于1，表明通信正常，將“#R411”值復制給通信PLC地址“#R211”，并將“#R411”值清零，實現數據校驗。

圖4 斗輪PLC與通信PLC的校驗流程

圖5 PLC程序

（2）斗輪PLC將電子秤值傳輸至通信PLC。現有通信采用輪詢方式，耗時長達3 s。西基港務分公司裝船能力為1800 t/h，即電子秤脈沖信號周期為0.5s，若將脈沖信號通過雙絞線傳輸，將引起電子秤脈沖信號嚴重丟失，產生誤差，因此電子秤脈沖信號只能以數值形式傳輸。經多次試驗，最終找到實現傳輸的有效方式，通信PLC每隔2 s讀取一次斗輪機PLC地址“#R412”值（電子秤值）。通信PLC收到“#R412”值后，判斷值是否為零，若等于零，向主PLC輸出清零信號；若“#R412”值不等于零，與2 s前收到的電子秤值相減，所得結果為這2 s內電子秤增加值，同時向主PLC輸出周期為1000 ms脈沖信號（脈沖個數等于相減值）；如相減值為零，就不發送脈沖信號。在發送脈沖信號前，先檢測前一個脈沖信號是否完成，完成后才發送第二個脈沖信號，以SR1為例，具體程序見圖5。

3.通信PLC將電子秤值傳輸至主PLC

通信PLC輸出的脈沖信號（電子秤值的脈沖信號）與清零信號通過硬線點對點傳輸給主PLC。主PLC收到脈沖信號后，通過累加計算器將總脈沖數存入地址“#419420”（“#419420”值為電子秤值），在接收到清零信號后，將地址“#419420”中值清零。

4.修改組態軟件

中控操作界面與主PLC通過組態軟件實現信息交換，組態軟件實時讀取主PLC地址“#419420”中的值，并顯示在操作界面。裝船流程啟動后，中控室操作界面實時顯示電子秤值。

三、改造效果

先在SR1機上試驗，觀察運行一段時間后，未出現故障和傳輸誤差，改造效果理想。此后推廣到SR2～SR6斗輪機，改造完成后運行半年未出現錯誤顯示。目前中控人員在操作界面可清楚看到斗輪機電子秤量（圖6）。

圖6 斗輪機電子秤值顯示效果