散水泥筒倉裝車系統改造

鄭春燕

摘 要：隨著國際國內船舶業務的發展，散水泥站原有固定泊位，已經無法滿足現在裝卸大型貨船的能力。采用把筒倉貨物用裝散貨車形式裝出，再用散貨車裝船，這樣就能擺脫泊位的限制，大型船舶就可以停靠雜貨公司大泊位碼頭，給貨主多一種選擇，給公司多一份效益。

關鍵詞：散水泥;筒倉;裝車系統;改造恢復運行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.035

1 研究背景

秦皇島港股份有限公司雜貨分公司散水泥站有水泥散貨筒倉3座，充分利用原有筒倉的集、儲、裝優勢實現多種方式作業形式，可以滿足散貨貨主的需求。以往散水泥站的“裝”主要是指裝船，有固定的裝船機、固定的泊位。隨著國際國內船舶業務的發展，散水泥站原有固定泊位，只能停靠1.7萬噸級以下的船舶，已經不能滿足現在裝卸大型貨船的能力。由于這個原因丟失貨主非常遺憾。如果能夠把筒倉貨物用裝散貨車形式裝出，再用散貨車裝船，這樣就能擺脫泊位的限制，大型船舶就可以停靠我公司大泊位碼頭，給貨主多一種選擇，給我公司多一份效益。即要求散水泥筒倉系統能裝船也能裝車，爭取貨源留住貨主。

散水泥筒倉系統原有裝車線是早在2003年，由于淺野作業任務的需要，由淺野公司設計安裝了裝車系統，使用一段時間后，因無裝車任務，淺野公司場區擴充生產設備，將港口裝車線的羅茨風機、電動閘板等重要設備拆回廠區自用，以后裝車線一直閑置，所有裝車設備皆歸屬淺野公司，沒有交接到秦皇島港。 經過現場實勘檢測，已閑置13年的裝車系統主要存在下列問題：

（1）裝車罐底羅茨風機被淺野公司拆走，無此設備;

（2）裝車罐出罐電動閘板被淺野拆走，無此設備;

（3）裝車溜筒已經損壞;

（4）斜槽鼓風機震動、異響;

（5）中控室操作無裝車程序。

只有自主把這五項問題全部解決，完成創新。才可以實現裝車作業。

2 技術方案

（1）裝車罐底羅茨風機被淺野公司拆走，無此設備。如果按照原來淺野的設計恢復，必須重新購置羅茨風機，網上詢價大約需要10萬元左右，是一筆不小的開支。經過多次到現場勘察實際情況，研究決定：由原來集倉罐底的羅茨鼓風機代替裝車罐鼓風機。原裝車罐底羅茨鼓風機安裝位置與系統集倉接收罐羅茨風機在同一風機室，通過改變氣路管道，在編寫程序時調用集倉流程中的接收罐羅茨風機，就可以代替使用。裝車罐羅茨鼓風機雖被拆走，還有部分充氣管路殘留，通過研究設計決定，在集倉羅茨風機管路加裝三通、閥門、管路，與裝車罐殘留充氣管路實現相連通，實現一個羅茨風機兩種使用，即可以在集倉時給接收罐提供充氣，也可以在裝車時給裝車罐提供充氣。

（2）裝車罐出罐閘板被拆走，無此設備。裝車罐閘板拆走后原有的底部斜槽被破壞，控制電氣箱已經銹蝕的不能使用。根據這些具體問題，經多次研究，共提出三個可供選擇的方案：

方案1：根據原來圖紙的設計，購買電動閘板、控制電氣柜，恢復原來斜槽形狀。方案2：重新設計圖紙購買新型電動閘板，恢復原來斜槽形狀。方案3：把電動閘板改為手動閘板，重新設計斜槽形狀。

如果按照原來圖紙的設計，購買電動閘板、控制電氣柜、恢復原來斜槽形狀所需費用得8萬左右，購買、安裝時間長。把電動閘板改為手動閘板，重新設計斜槽形狀，雖與原系統不兼容，但有散水泥站相應的技術人員作技術上的支持，可以實現正常作業。且設計、安裝時間短。原裝車系統閘板雖然是電動閘板，但非中控室控制操作，是現場電氣控制柜引出操作手柄由現場專門人員進行操作并在裝車時協調車輛，因此選用手動閘板替代原電動閘板，在不增加人員的同時，降低成本投入。并在設計時充分考慮到人員操作的方便性、可靠性、安全性。

（3）裝車溜筒已經損壞。原裝車溜筒在室外經過13年的風吹雨打已經損壞，已經不可以恢復使用。要按照原來溜筒的圖紙采購安裝也不能滿足現在大型散貨車的裝車需求。原設計針對車型為25噸小型罐車，目前該行業全部使用100噸左右的大型散裝罐車，原位置無法滿足大型散貨車的長度，對接不上裝物料孔，必須加長裝車斜槽。

且裝車溜筒安裝必須有伸縮的高度，溜筒連接的斜槽也要有8°的傾斜角，原裝車平臺高度根本無法滿足要求。通過走訪礦渣粉廠等具有同類設備的單位，多方位的調查研究，經多次研究商議，提出了大膽的方案。加長裝車空氣斜槽，不使用裝車溜筒，直接通過裝車斜槽末端加裝帆布套筒實現裝車。施工時，在確保8°斜度的前提下將斜槽向南側延長至裝車平臺邊緣，并將罐底氣路引至斜槽下方。在斜槽末端安裝帆布套筒，實現與罐車入料口的對接。

（4）斜槽鼓風機震動、異響。該設備初期運行時故障率就較高，由于這13年一直沒有使用，故而運行起來有異響、震動，不能使用。組織維修人員對該故障鼓風機進行維修，拆開設備后發現風機軸承有故障，電機絕緣不滿足。由于維修工具有限，不具備拆卸大型機械設備的能力，不能進行故障維修。且購買一臺新鼓風機費用較高。在這種情況下，經過現場勘察發現，通過改變原有設備氣路通道，就可以找到其他風機替代這臺鼓風機，實現斜槽鼓風機的作用。選中設備為羅茨風機M9207。M9207原程序中是給1#、2#倉出倉水平倉底氣路鼓風的，功率為15kW，運行可靠，運行時產生風量足夠兩處使用。具體操作為：將原1、2號倉出倉水平倉羅茨風機M9207的充氣管路加三通，加兩個截止閥，其中一條氣路為原位置，另一條通路加長延伸至從斗提機出口至裝車罐這段斜槽底部，與原有氣路管線相連接。編寫裝車程序時對出3#倉裝車程序進行修改，需調用M9207設備PLC信號點位，并滿足全部連鎖關系。

（5）中控室操作無裝車程序。中控室操作程序，這是整個實現裝車作業的核心部分。原裝車作業是在2003年開始運行，半年后就不再使用。散水泥站在2007年對中控室操作進行了升級改造，因裝車系統一直沒有使用，故沒有編寫這部分裝車程序。

編寫裝車程序主要做了以下五步工作：

（1）對裝車系統各設備站點進行統計，根據地理位置和各站點容量情況，決定在CRP-901柜和CRP-902柜增加輸入、輸出模塊，使用RSLogix5000進行系統組態，用RSNetWorx For ControNET對網絡進行保存優化。使整個的硬件環境滿足改進要求;

（2）規劃輸入輸出點的分配，并根據預先分配的點位進行硬件點的連結;

（3）在PLC程序中添加裝車程序，編寫裝車系統的程序，賦予硬件地址意義和符號標簽，以方便維護者讀程序，并為編寫上位機畫面作好準備;

（4）使用RSView32上位機畫面編程軟件，根據系統狀況和設備區域分配情況，繪制了裝車監控畫面;

（5）根據功能需要，使畫面按鈕具備中控操控功能，同時使畫面上裝車程序的顏色根據現場設備運行情況實現實時的變化;

（6）根據裝車工藝要求，調用集倉及裝船系統中兩臺羅茨風機，編寫及這部分修改程序。這部分程序的編寫要求是，調用集倉接收罐罐底羅茨風機用至裝車罐罐底鼓風，滿足所有程序連鎖和保護;調用出倉水平倉羅茨風機，將鼓風管路改造后，負責分配箱至裝車罐斜槽一段的鼓風。

3 應用情況

以上五個問題現場都已經解決，我們依照行業規范相繼進行了反復的試驗和調試，最終順利地完成了整個改造過程。

在裝車作業過程中發現，因礦渣粉較水泥密度低，原程序中的參數設置不滿足目前工況，我們根據裝車作業過程中的觀察及對比密度、堆積角等參數，經多次測算，對設備參數進行了修改。

4 主要技術創新點

（1）創新的思路：改變了過去單機單用的思路。過去在工業自動化控制中使用設備的思路是：一個設備提供一種使用，直接編寫在中控操作程序中，管路也是直接通到所使用設備處，單機單用。通過這次創新過程的實踐，改變了這個觀念。通過對設備控制的一些改變，改變接通管路，改變程序，就可以實現一機多用。這樣既提高設備利用率，又減少成本投入。

（2）由技術人員和職工全部完成了從工程設計、工程制作、工程安裝、流程編寫、硬件組態、組態優化、軟件編寫、系統通訊、上位畫面繪制、標簽制作、點對點的連結及調試等整個控制系統的制作。

（3）工藝創新：原裝車系統是用于淺野倉內物料長時間沒有出口安排，并在可見的未來也沒有出口需求，因此安裝裝車系統將倉內物料裝車運往廠區或本地攪拌站。出倉完畢，該套設備一直閑置。通過大膽創新，恢復裝車系統，并增加裝車倒運裝船工藝，實現在非散水泥站固定泊位的其他大型泊位實現裝船，彌補了廠區日出貨量和貨主運力不足的貨運鏈短板，這一裝船工藝在我港粉料裝船作業中為首創。

5 效益分析

提出散水泥站實現裝車作業的構想，就充分體現了港口為貨主服務的理念。貨主的散貨生產能力有限，運輸能力不足，都限制了貨主實現裝船的愿望。為解決這個問題，我單位提供筒倉做為儲存，能保證存儲質量，可以長時間積累貨物直至裝船需求量;集倉后出倉原來是專用裝船線，固定裝船機、固定泊位。固定泊位碼頭停泊能力較小，裝船費用較高。恢復裝車線出倉作業后，就能夠在我公司大泊位停靠大型散貨船，散貨船裝卸費用較低，大型船又降低了運輸費用，這樣就降低了貨主整體運輸成本，被貨主所接受。這種為客戶服務理念的實際應用，在我港各單位內值得推廣。

散水泥站通過恢復裝車系統的改造，探索了一條在工業自動化系統中單機多用的思路，通過設備管路的改造，程序編程的改造調用，就可以實現這個構想。這一方法可以在繁忙作業中的設備維修中使用，更可應用于設備改造，值得推廣。