基于軌道衡動態數據采集的翻車機系統動作工藝優化

于 娜

（秦皇島港股份有限公司第六港務分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

由于當前翻車機系統動作工藝未與軌道衡實時稱重數據聯鎖，導致不能夠及時發現軌道衡的設備故障、“運煤車裝載虧噸”、“漏翻”、“凍煤”等異常情況，不能有效保證客戶利益。同時當翻車機處于檢修狀態時，也存在翻車機司機誤操作導致機損事故，所有這些問題需進一步優化翻車機作業系統。

1 總體思路

項目首先對秦皇島港煤三期翻車機作業現場進行調研，分析軌道衡系統與翻車機系統各機構動作的關聯特點，確定需聯鎖的各信號點位；然后制定技術方案，即軌道衡設備狀態監視信號通過硬線引入翻車機控制PLC 的從站，與軌道衡稱重數據相關的聯鎖信號通過OPC 和光纖以太網引入翻車機控制PLC；隨后進行軌道衡室電氣箱配盤、翻車機PLC 從站接線以及PLC 程序編寫、操作臺上位監控界面開發等工作；最后進行現場調試工作。

2 技術方案

煤三期ZGU-100-C 自動軌道衡主要用于完成CD1、CD2（翻車機代號）線路入口進重車稱重、出口稱空車的業務流程。CD1、CD2 軌道衡由12 m 機械秤體（機械秤體分3 節）、8 只HBM C16I C3 40 t 傳感器、4 只歐姆龍接近開關、計量儀表及軟件幾部分組成。其工作流程為每3 節車中2 節車為動態稱量結果，1 節車有兩個數據，動態數據及靜態數據。

ZGU-100-C 自動軌道衡系統軟件主要完成出入口重車、空車的動態、靜態稱量，系統稱量結果包括車序號、車型、車號、重量、靜態重量、速度、節時間等信息，最終的結果信息實時存入本地SQL 數據庫，同時將計量結果上傳到接口數據庫［表名：TXB_GDH_TEMP］中。本地軟件數據查看、查詢、手動上傳功能，當計量的數據沒有實時的上傳到接口數據庫時，由操作人員手動的完成數據上傳工作。系統總體架構如圖1 所示。

圖1 煤三期軌道衡系統工作總圖

2.1 軌道衡設備狀態監控

煤三期軌道衡計量儀表采用接口型式為CAN 總線，CAN總線的基本特征是能與多臺上位機設備進行通信。同時計量儀表采用插板設計結構，儀表可以插入開關量板可與PLC 系統通信，當計量軟件檢測到數據上傳未成功、車號未讀到、重量異常等情況時，軟件向儀表發送IO 控制命令，將狀態及時發送給PLC，方便監控。同時計量軟件也能通過IO 口的輸入讀取到翻車機的PLC 信號，及時的知道車輛及翻車機的工作狀態。

軌道衡系統軟件可以自定義稱重報警值，同時在稱重系統中配有不少于8 個繼電器對異常稱重、零點漂移、車號丟失、上傳數據失敗等可進行無源報警輸出。項目對其中的車數異常、通信故障、稱重超載、傳感器故障等4 個信號進行無源報警輸出，敷設控制信號線到翻車機控制PLC 的從站（位于翻控室操作臺），開發對應監控畫面后，由翻控室操作臺司機對上述4 個軌道衡系統的關鍵狀態進行監視。操作臺WINCC 上位監控畫面設置“車數”、“超重”、“傳感器”且指示為綠色，“通信”指示為紅色時表示軌道衡設備運行狀態正常。

2.2 稱重數據與翻車動作聯鎖

為保障客戶利益，遇運煤車裝載異常的狀況時應及時反饋給客戶。翻凈率是客戶最為關心的數據之一，該數據來源于每節車皮翻卸前后的過衡噸，即“空車噸”和“重車噸”。因為進港煤車均為C80 車型，每節車皮的“重車噸”數據基本一致，所以項目將“空車噸”數據引入到翻車機控制PLC 中，當“空車噸”數據異常時，不允許翻車機做傾翻動作。“空車噸”數值偏大的原因有兩種，一是由于“凍煤”等原因導致的煤炭翻卸不徹底，空車中殘留煤炭較多；二是由于軌道衡設備稱重故障，出口衡數值偏大。

軌道衡計量結果上傳到接口數據庫［表名：TXB_GDH_TEMP］中。數據庫（IP 地址為192.168.36.100）與中控PLC（192.168.36.81）之間通過工業以太網已建立通信。為將軌道衡稱重信號引入到翻車機PLC，需將數據庫中的軌道衡計量結果傳送至中控PLC，然后通過工業以太網傳送至變電所（SS4）PC 室PLC，最后由變電所PC 室PLC 傳送至翻車機控制PLC。

以CD1 翻車線軌道衡“空車噸異常”信號傳輸和監視為例，具體傳輸過程為：軌道衡本地SQL 數據庫→接口數據庫→中控PLC →SS4 PLC 的DB120.DBX100.0 置“1”→SS4 PLC 的DB301.DBX26.2 置“1”→CD1 PLC 的DB301.DBX26.2 置“1”→CD1 PLC 的M92.1 置“1”→操作臺CD1 WINCC 上位畫面“軌道衡空車異常”指示為紅色。

操作臺上位畫面“軌道衡空車異常”指示為紅色時，翻車機傾翻動作無效。此時需由翻車司機確認故障原因，若為翻卸不徹底問題，則切換到“翻車機大角度”模式，此模式下翻車機傾翻角度由正常作業時的145°增加到160°。存在翻卸不徹底的問題時，翻車司機也可手動操作，每個循環翻卸兩次。若為誤報“軌道衡空車異常”信號，翻車司機可點擊“異常封點”，對應指示為紅色后，解除翻車機傾翻動作與“軌道衡空車異常”的聯鎖，而后將誤報情況上報給軌道衡司衡員。

2.3 靠車板、壓車器動作工藝優化

為便于檢修時進行各種試機動作，翻車機設置有“翻檢驗”模式。在“翻檢驗”模式下，翻車機各機構動作可由翻車司機手動操作，例如定位車前進/后退、靠車板伸出/縮回、壓車器上升/下降、夾輪器夾緊/松開等。由于“翻檢驗”模式下完全由人工監護操作，翻車機系統各機構之間相互聯鎖條件較少，在翻車司機“誤操作”時可能會造成一些安全問題。以“翻檢驗”模式下壓車器的動作為例，若翻車機旋轉平臺上有運煤車，在靠車板未推出到位的情況下，是能夠手動操作壓車器向下動作的。

項目利用軌道衡系統的稱重數據，將“入口有重車”信號引入到翻車機PLC，在“入口有重車”時，“翻檢驗”模式下壓車器向下動作須與靠車板動作聯鎖，即只有當靠車板推出到位后，手動操作壓車器向下，動作才有效。

CD1 翻車線軌道衡“入口有重車”信號的具體傳輸過程為：軌道衡本地SQL 數據庫→接口數據庫→中控PLC→SS4 PLC的DB120.DBX100.2 置“1”→SS4 PLC 的DB301.DBX26.3 置“1”→CD1 PLC 的DB301.DBX26.3 置“1”→CD1 PLC 的M92.3 置“1”→操作臺CD1 WINCC 畫面“入口有重車”指示為紅色。

3 結束語

數據采集及系統優化已經在秦皇島港煤三期應用，實現了對軌道衡設備24 h 全天候的監控和煤三期軌道衡室的無人值守；能夠及時反饋“裝載虧噸”和“凍煤”等異常問題，并予以妥善處置，維護客戶利益，提升客戶滿意度；利用軌道衡稱重數據來對翻車機系統部分機構的動作進行限制，提升了翻車作業的安全性。