煤炭港口皮帶機料流追蹤系統設計

王憶

河北港口集團港口機械有限公司 河北秦皇島 066000

1 料流追蹤系統設計總體框架

根據現場皮帶機的運行特點，為實現節能增效目標，以黃嘩港二期8條皮帶機為基礎，建立一套料流追蹤系統。

在皮帶機的轉接塔設置遠程站，負責采集現場的皮帶機速度和料流檢測信號。為獲取皮帶機的運轉速度和準確地對料頭通過的時間進行判定，在增加現場采集設備的同時，定制化開發適應于現場實際需求的時間估計算法，將料流信息實時動態地顯示在遠程操控人員的人機界面上。該系統能為流程的啟停、上料提供準確的預估時間參考。并結合升級后的裝船機定位系統，能較準確地計算出料流到達裝船機的時間，能在裝船機沒有準備就緒的情況下，及時停止各流程皮帶機上料。與中控系統建立接口，根據流程命令，綜合考慮流程兩端設備狀態，在最大化縮短流程空轉時間的基礎上，合理安排流程中各環節啟停時間及順序，在檢測料流到達的同時，能夠有序停止流程設備。設計了能夠在中控流程和裝船機操作界面上動態顯示的人機界面，提供相關信息。

2 皮帶機帶速檢測系統設計

長皮帶測速系統是料流定位系統的重要組成部分，也是皮帶保護的重要信號，它時刻監控皮帶的運行情況，一旦皮帶出現打滑、斷裂，通過程序控制停止皮帶運行，最大限度地保護皮帶，減少維修時間。對皮帶機速度進行精準檢測的同時，開發了相關算法，消除因皮帶啟停導致的皮帶打滑引起的速度差異，準確計算出料頭在皮帶機上移動的距離。

M法是指在固定時間內測量輸出脈沖的數量，該法適于高速皮帶測量。對于每轉有P個脈沖的轉速，在固定時間Tc內計數值為mI，則轉速為：

相對誤差為：

通過接近開關檢測出滾筒的每分鐘轉速為的直徑為d，則皮帶機的速度為：

3 皮帶機料流檢測系統設計

料流檢測系統要既能檢測到皮帶機上是否有料流，又能根據檢測到料流的時間進行料流定位分析，還能對通過各轉接塔的通過時間進行預估。為對料流進行準確檢測，需要根據皮帶的特點，選取合適的位置安裝超聲波傳感器作為料流檢測開關[1]。

本文提出一種用軟件實現開關量信號濾波的方法:當某一信號出現時將其記錄，經合理的時間延遲后，再次對該信號進行核對，如果該信號仍然存在，則確認信號為真，否則認定為假信號，這樣就避免了毛刺信號，從而實現開關量輸入信號的濾波。系統采用延遲接通定時器的編程方法。

4 料流定位系統設計

在對現場速度檢測開關及料流檢測開關，及PLC時間數據軸進行綜合分析基礎上，給出料流定位流程如圖1所示。

5 料流傳輸時間估算

開始取料時根據懸皮和斗輪運行信號判斷料頭，以取料機皮帶秤的數值計算開始上料的時間，采集取料機懸皮的實時速度，根據現場安裝的BQ皮帶的測速開關可得地面皮帶的速度；在到達BQ皮帶的料流檢測開關之前，對料流的顯示按照建立的數學模型，計算料頭的移動距離；當經過BQ皮帶的料流開關時，對料流的移動距離進行校準，并且判斷下一級皮帶是否己經運行，若下一級皮帶己經運行，則以當前料流開關校準的時間為起始時間，估計下一級皮帶開始出現料流的時間及顯示相應的位置；若下一級皮帶沒有運行，則按照流程工藝停機[2]。

圖1 料流定位流程

6 裝船線皮帶機載煤量實時檢測系統

本文提出一種載煤量實時檢測方法，為裝船作業提供實時信息參考，該方法的具體實現步驟為：

（1）BM線皮帶秤為精度不小于3%的陣列式皮帶秤，把獲取的皮帶輸煤瞬時量傳入中控PLC。

（2）中控PLC與料流PLC之間用以太網模塊進行通訊，料流PLC通過MSG指令從中控PLC獲取BM皮帶秤的瞬時量、BM皮帶啟停等數據．

（3）裝船機回轉中心到BM皮帶秤之間的距離為L，包含固定距離和變化距離兩部分之和。其中固定BM皮帶秤與碼頭西側起始點的距離為L2，當前裝船機回轉中心距碼頭西側起始點的距離為L1，且L=L1+L2。裝船機回轉中心的位置定位由裝船機行走編碼器獲得，根據裝船機行走位置實時計算得出。

7 結語

通過將以上設計進行實際的應用，得出了以下特點：

（1）煤港帶式輸送機物流跟蹤系統能夠準確檢測物流在輸送帶上的分布位置，誤差小于20m，能夠滿足現場應用的要求。

（2）該帶式輸送機速度檢測裝置能夠準確地檢測出不同負荷下的實時帶速，誤差控制在5%以內，滿足使用要求。

（3）采用高性能材料流量檢測傳感器，經過濾處理后的材料流量檢測精度達到99%以上。

（4）其能為工藝開停提供準確的預測時間，并能在物流可能提前到達時按順序停止工藝設備，為工藝開停提供準確的預測時間，并能在物流可能提前到達時按順序停止工藝設備。