裝車溜槽落煤點精確控制的技術方案

摘要：

煤炭裝運水平是煤炭工業現代化的重要標志之一，列車高精度快速自動定量裝車站集機械、液壓、監控控制于一體，可解決原煤及精煤的快速定量裝車問題。山東泰安煤礦機械有限公司通過吸收國外設備的先進技術，優化了其控制功能，完善了其裝車性能，提高了其裝車精度。在裝車站設計中，由于不同車廂裝車高度不同，裝車溜槽落煤點的位置也會不同。而現階段裝車溜槽的升降主要靠人為控制來實現，以至于落煤點的精度存在很大偏差，最終導致裝車溜槽容易與車廂相撞，從而存在很大安全隱患。為了解決這一問題，我們迫切需要實現裝車溜槽落煤點的精確控制。

前言

快速定量裝車機械設備包括鋼結構塔架及液壓平板閘門、液壓裝車溜槽等設備，這些設備都在PLC的控制下，由液壓系統提供動力，由控制閥控制各自的液壓缸來工作，它的功能是使物料從緩沖倉卸到定量倉并準確稱重后裝載到各個車廂中。其中裝車站溜槽分為三種：擺動式裝車溜槽、伸縮式裝車溜槽、伸縮擺動式裝車溜槽。

1.擺動式裝車溜槽

固定在裝車塔裝車點下方，平時擺起至安全高度，裝車時放下裝車。其特點：與塔架密封好，污染少，可在45至75度范圍內的任意位置均可裝車，以適應不同車箱的裝車高度，落煤點可最大限度地接近車箱，可減少料塵飛揚，降低空氣污染，溜槽下部圍裙下端應與車皮垂直并呈喇叭型，保證良好的平煤效果，擺動式裝車溜槽的即時揚起可使裝車溜槽在車廂運動的過程中做到超前放料、滯后停料。

2.伸縮式裝車溜槽

平時移到裝車塔一側，裝車時移到裝車點下方，伸縮至最佳裝車位置進行裝車，適應不同的裝車高度，落煤點可最大限度地接近車箱，可自動平煤。它適應不同機車的通過，減少塔架的高度。

3.伸縮擺動式裝車溜槽

伸縮擺動式是在上面兩種裝車溜槽的特點的基礎上進行優化設計，它可適應不同高度車廂，也可做到超前放料，平煤及除塵效果達到最佳。溜槽的控制方式：三種裝車溜槽在程序中設定時，當不裝車但溜槽處于裝車車位時，控制系統將報警，以提醒工作人員；當裝車系統啟動以后，溜槽可以自動下放到裝車位，也可以由裝車員在操作臺上通過操作溜槽控制手柄下放裝車位；在裝車過程中裝車員可以通過操作溜槽控制手柄來控制溜槽的高度；當裝車結束后，溜槽將自動提升到存放位。

在實際裝車過程中，裝車溜槽的升降主要靠人為控制來實現，以至于落煤點的精度存在很大偏差，最終導致裝車溜槽容易與車廂相撞，從而存在很大安全隱患。為了解決這一問題，我們迫切需要實現裝車溜槽落煤點的精確控制。

工作原理：

該項目的技術原理：裝車溜槽的工作過程是，裝車開始時，列車開到裝車站裝煤點，這時裝車溜槽開始工作，要求準確快速降到指定落煤點，開始裝車，車廂裝滿后，裝車溜槽應快速準確升到指定位置，保證列車安全通過，而不發生碰撞。以前裝車溜槽升降的設計主要靠人來觀察以確定升降位置，存在誤差大、安全性低等問題。此次設計，我們在溜槽底部加一個激光測距儀。通過相應程序控制，可以精確的知道它與車廂之間的距離，從而保證了裝車溜槽快速準確升降到它需要的位置，達到了裝車溜槽落煤點的精確控制，解決了由于人為因素而引起的一系列問題。

激光測距儀工作原理：激光測距儀，是利用激光對目標的距離進行準確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標射出一束很細的激光，由光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準確，其誤差僅為其它光學測距儀的五分之一到數百分之一。

若激光是連續發射的，測程可達40公里左右，并可晝夜進行作業。若激光是脈沖發射的，一般絕對精度較低，但用于遠距離測量，可以達到很好的相對精度。

模擬量輸出根據用戶設定的檢測窗口輸出相應信號（4到20 mA或0到10V dc，根據型號）。開關量輸出在用戶設置的檢測窗口內導通。可對模擬量輸出設置檢測窗口。

該項目的技術優勢：

該項目的實施方式為本公司根據現場反復試驗，根據實驗數據反復論證、自主研發來完成的。

（1）所采用的由于激光測距儀價格不斷下調，工業上也逐漸開始使用激光測距儀。國內外出現了一批新型的具有測距快、體積小、性能可靠等優點的微型測距儀，可以廣泛應用于工業測控、礦山、港口等領域。采用激光測距儀檢測裝車溜槽與車廂的距離，通過模擬量與設置點進行PID計算，由于模擬量信號為連續性信號，從而有效的提高了撞車的安全性與高效性。

（2）控制激光測距儀的模擬量模塊功能強，性能價格比高，故障率很低，具有完善的自診斷和顯示功能。這樣既保證了系統的可靠及安全性，又由于選用了較高密度的模塊而節省了投資。

（3）激光測距儀能精確的顯示裝車溜槽和車廂的距離，從而保證了裝車溜槽快速準確升降到它需要的位置，完全實現了落煤點的精確控制，解決了由于人為因素導致的誤差大、安全性能低等問題。

4.經濟效益分析

目前，我公司正在積極推廣該技術在裝車站上的應用，已經基本上能取代現有裝車溜槽升降的人為控制方式，該技術使用前景廣闊，能進一步提高裝車的精度和效率，并能使安全故障降到最低，為裝車站自動化控制的精度要求提供了有力的保障。

4.1保證裝車溜槽和車廂不會相撞，提高了設備的運行壽命，同時減輕了工人的勞動強度和工作量；

4.2進一步提高了裝車的精度，杜絕了裝車時的超欠載現象，減少了鐵路運輸費用和用戶損失。

4.3提高了裝車的效率，可縮短列車停留時間，減少停車費用。