有圓形堆取料機遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的研究

張旭飛　周鐵梁　張凓栗

摘 要：圓形堆取料機屬于重型工業(yè)設(shè)備的一種，其工作環(huán)境相對密閉，且存在一定的粉塵與有害氣體，對設(shè)備操作人員的安全與健康會有一定的影響，遠(yuǎn)程操作便可以很好的解決這一問題。此外，隨著工業(yè)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，圓形堆取料機廣泛應(yīng)用于港口、冶金、焦化、火力發(fā)電等行業(yè)，遠(yuǎn)程操作也可以更好的提高工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平，滿足行業(yè)發(fā)展的需要。因此，在工業(yè)計算機技術(shù)高速發(fā)展的今天，圓形堆取料機遠(yuǎn)程操作也是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：圓形堆取料機；遠(yuǎn)程操作；系統(tǒng)

近年來，隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、檢測識別技術(shù)以及工業(yè)監(jiān)控等技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的重型工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)面貌發(fā)生著變化，逐步向著更可控、更穩(wěn)定、更安全、更高效、更環(huán)保的方向邁進。其中大型全封閉圓形堆取料機自上個世紀(jì)70年代產(chǎn)生以來，經(jīng)過幾十年的不斷完善，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力、建材、化工、礦山、碼頭、煤炭、糧食等行業(yè)物料存儲與輸送，其安全性與可靠性已經(jīng)得到眾多行業(yè)業(yè)績的證明[1]。

同時，在科學(xué)生產(chǎn)力水平不斷發(fā)展的今天，人們對圓形堆取料機工業(yè)自動化程度也在不斷提出新要求，而遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)便是其中的重要組成部分之一。遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)不僅可以讓設(shè)備操作人員遠(yuǎn)離惡劣的工作環(huán)境，也可以更好的節(jié)約人力成本，提高生產(chǎn)效率。因此，圓形堆取料機遠(yuǎn)程操作也是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是當(dāng)今研究的重點與難點。本文分別從以下幾個方面對圓形堆取料機設(shè)備的遠(yuǎn)程操作進行論述：

（1）遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的提出

（2）遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的硬件組成

（3）遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的控制方式

（4）遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1 遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的提出

目前，圓形堆取料機的操作方式主要以操作人員在設(shè)備上面的司機室里面進行操作為主，而輸送的貨物以煤炭、礦石以及化學(xué)制品等居多。當(dāng)設(shè)備處于工作狀態(tài)時，環(huán)境中存在許多的粉塵或者一些有毒害的氣體。惡劣的工作環(huán)境將會對操作人員的身體健康產(chǎn)生一定的影響。為了保障操作人員的人生健康安全，從而提出對設(shè)備進行遠(yuǎn)程操作。此外，一套安全可靠的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)不僅僅可以改善操作人員的工作環(huán)境，還可以減少人力成本，提高生產(chǎn)效率。因此，遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)也是設(shè)備使用者的迫切需求。

2 遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的硬件組成

2.1 光纖通訊技術(shù)

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通訊方式。其通訊的原理是在發(fā)送端首先把要傳送的信息變成電信號，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的光束上，使光的強度隨電信號的頻率變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測器收到光信號把它變成電信號，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信號。

由于其具有頻帶寬、容量大、抗電磁干擾能力強，因此，遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)主要采用光纖來進行通訊。

2.2 超聲波料位計與工業(yè)攝像機

遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)中，為確保設(shè)備的安全，防止設(shè)備與料堆相撞，實時測量設(shè)備與料堆的距離顯得尤為重要。超聲波料位計不僅具有簡單經(jīng)濟的優(yōu)點，安裝維護上也比較方便，因此在設(shè)備上采用超聲波料位計來進行料堆位置的測量，測得更加精確的數(shù)據(jù)傳至PLC，供控制系統(tǒng)使用。除了料位計，機上還安裝有許多進口的編碼器、接近開掛、機械開關(guān)等傳感器，實時反饋設(shè)備的工況并做相應(yīng)的保護。此外，利用工業(yè)電視采集的視頻信號，通過光纖傳至控制室，將料場內(nèi)的實際工況顯示在大屏幕上，從而進一步確保生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定與可靠。

2.3 PLC與上位機硬件系統(tǒng)

在遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)中，中央控制室內(nèi)有一套上位機系統(tǒng)，可以對機上的PLC系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控。此外，控制室內(nèi)內(nèi)還包含一套操作臺，并發(fā)送相應(yīng)的控制命令至機上的PLC系統(tǒng)，對設(shè)備進行遠(yuǎn)程控制。機上的PLC系統(tǒng)主要用于對設(shè)備進行控制，接收主PLC發(fā)來的指令，并將運行狀態(tài)反饋給主PLC。

2.4 遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

3 遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的控制方式

圓形堆取料機的操作方式分為就地操作、司機室操作以及遠(yuǎn)程操作三種操作方式。當(dāng)設(shè)備進行檢修時，需將操作臺上的模式選著選擇旋鈕旋至就地模式，檢修人員可以在就地操作箱內(nèi)操作設(shè)備。當(dāng)設(shè)備進行正常工作時，如果操作人員在堆取料機司機室內(nèi)操作，則將旋鈕旋至司機室操作，操作人員即可在司機室內(nèi)的操作臺上對設(shè)備進行操作。如果操作人員在中央控制室，則需要將旋鈕旋至遠(yuǎn)程模式，此時操作人員可以在中央控制室對設(shè)備進行操作。上述三種操作模式之間均有連鎖，即選用一種操作方式之后，其它的操作方式下的控制命令均為無效命令，這樣可以確保設(shè)備運行的安全與可靠。除此之外，在工控機的監(jiān)控畫面上有堆取料機各機構(gòu)實時的角度、位置、電機的電流以及完善故障報警，再加上工業(yè)電視的視頻顯示，進一步確保操作的安全性與可靠性。

4 遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

目前，隨著通訊技術(shù)的日益成熟，傳感技術(shù)的不斷創(chuàng)新，圓形堆取料機的遠(yuǎn)程操作的應(yīng)用越來越廣泛，中原普光圓形堆取料機、煙臺萬華熱電圓形堆取料機、青海鹽湖鎂業(yè)圓形堆取料機等設(shè)備相繼開始使用遠(yuǎn)程操作。在安全、穩(wěn)定、可靠的前期下，圓形堆取料機的遠(yuǎn)程操作將朝著全自動無人值守的方向發(fā)展，堆取料機也將更加的智能化，可以直接對工作任務(wù)進行識別，并作出相應(yīng)的控制命令。操作人員不必進行繁瑣的操作僅僅只需將工作任務(wù)輸入，設(shè)備即可自行開始工作，直至任務(wù)完成，不僅大大節(jié)約了人力成本，也讓工作效率得到相當(dāng)大的提高，這將會是圓形堆取料機遠(yuǎn)程操作發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻：

[1] 王清和，遲繼鋒. 圓形料場系統(tǒng)在煤炭儲運行業(yè)的應(yīng)用與推廣[J]. 西北煤炭. 2007（03）：21-24.

[2] 張澤榮.可編程序控制器原理與應(yīng)用[M].北京：北京交通大學(xué)出版社， 2004：103-121.

[3] 呂明薈，李毅民.斗輪堆取料機的發(fā)展趨勢[J].港口裝卸. 2008（02）：21-23.