CN103395639A - 矿石卸船系统流量监测与控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
矿石卸船系统流量监测与控制装置及方法，涉及机械机电设备控制技术领域，特别是属于一种针对矿石卸船系统的流量监测与控制装置及方法。包括称重传感器（1）、处理器、传输模块（8）、PLC主站、中控室控制器（4）、无线通讯网络、电源电路（5）、振动给料器、卸船机PLC（2）及卸船机室显示器（3）。称重传感器安装在皮带输送机上，连接于处理器，并借助传输模块，实现与PLC主站、中控室控制器、卸船机PLC的连接；卸船机PLC与振动给料器变频器的控制端相连接。具有方便迅捷和实时有效地控制作业效率，以有效减少撒料漏料现象，防止过负荷作业对设备构成不利影响的积极效果。
Description
技术领域
本发明涉及机械机电设备控制技术领域，特别是属于一种针对矿石卸船系统的流量监测与控制装置及方法。
背景技术
近年来，港口矿石卸船运输业发展迅猛，随着竞争的不断深入，对卸船工艺流程的要求也越来越高。现阶段普遍采用的矿石卸船工艺流程，一般由卸船机、地面皮带输送机、堆取料机等组成，一条皮带输送机可以对应多台卸船机，同样，一台卸船机也可以在不同的皮带输送机之间选择，从而构成不同的作业流程。为了使某一流程中卸船机与皮带输送机的效率发挥达到合理匹配，目前的做法是：卸船机司机通过目测来判断皮带输送机所承载的矿石流量，然后进行卸船机放料快慢的调整操作。当矿石比重不同，每条船所载矿石变化又特别频繁的情况下，目测办法不具备准确性，不能根据皮带输送机的实时流量来精确控制放料速度，结果很容易造成皮带输送机作业流量超过额定流量，继而导致整个流程严重撒料、漏料，需要大量人员清理，还有堵塞转接漏斗、造成生产中断的可能。另外，过负荷生产作业对生产设备存在潜在的危害，如减速箱断齿、断轴，液力耦合器喷油等，对生产安全、生产效率、生产质量造成不良影响。
发明内容
本发明的目的即在于提供一种新型的矿石卸船系统流量监测与控制装置及方法，以达到合理调控作业效率、减少撒料漏料、维护设备生产安全的目的。
本发明所公开的矿石卸船系统流量监测与控制装置，其特征在于，包括称重传感器、处理器、传输模块、PLC主站、中控室控制器、无线通讯网络、电源电路、振动给料器、卸船机PLC及卸船机室显示界面；称重传感器安装在皮带输送机上，连接于处理器的输入端口，处理器利用其带有RS485接口，并借助传输模块，实现与PLC主站的通讯； PLC主站通过光缆与中控室控制器的输入端连接；所述的无线通讯网络包括无线通讯发送器和无线通讯接收器，无线通讯发送器连接于中控室控制器的输出端口，无线通讯接收器连接于卸船机PLC的输入端；卸船机PLC与振动给料器变频器的控制端相连接；电源电路为整个装置提供电源。
本发明所公开的控制矿石卸船系统流量监测与控制装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、卸船机放料自动调控：
1）通过称重传感器及处理器计量皮带输送机的实时流量，并利用传输模块将流量数据发送给PLC主站，再发送至中控室控制器及显示器、卸船机PLC及显示器；
2）卸船机PLC分析上述流量数据，与设定值进行比较，根据比较结果控制振动给料器变频器，以实现振动给料器给料速度的自动调整：
当流程流量在额定流量以下时，卸船机司机根据实时显示的数据，可以逐渐加大流量。
当流程流量超过额定流量时，卸船机显示器显示流程超重，报警，并自动降低卸船机振动给料器放料速度；
当流程流量超过最大允许流量时，卸船机显示器显示超负荷，自动停止卸船机振动给料器放料；
二、卸船机司机查询皮带输送机流量：
1）卸船机PLC分析上述流量数据，形成图文显示和波形趋势图，显示在卸船机显示器的界面；
2）通过InTouch Development组态软件，设计数据库，卸船机PLC将皮带输送机流量数据进行计算、分析和统计，并通过局域网实现远程访问。
本发明所公开的矿石卸船系统流量监测与控制装置及其监控方法，可以实现对皮带输送机流量的远程监控，不仅能够使皮带输送机流量保持在一定的控制范围内，并能及时地将皮带输送机流量当前的状况反馈给卸船机PLC，同时司机通卸船机显示器界面能够随时查询皮带输送机任意时间的流量状态数据，具有方便迅捷和实时有效地控制作业效率，以有效减少撒料漏料现象，防止过负荷作业对设备构成不利影响的积极效果。
附图说明
附图部分进一步公开了本发明的具体实施方式，下面结合附图对本发明作进一步详细说明，
图1为矿石卸船系统流量监测与控制装置的结构示意图；
图2为矿石卸船系统流量监测与控制装置的逻辑框图；
图3为矿石卸船系统流量监测与控制方法的工作流程图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明所针对的矿石卸船系统流量监测与控制装置，包括称重传感器1、处理器、传输模块8、PLC主站、中控室控制器4、无线通讯网络、电源电路5、振动给料器、卸船机PLC 2及卸船机室显示器3。
上述的称重传感器1、处理器系利用电子皮带秤所包含的称重传感器和处理器，无需另外购置和安装。处理器利用其带有RS485接口，并借助传输模块，实现与PLC主站的通讯，PLC主站作为数据采集站可选用S7-226PLC，并用MODBUS RTU通讯协议实现S7-226 PLC和处理器之间的通讯连接，现场网络采用主从寻址方式访问；称重传感器获取流量信号，经处理器处理后，借助传输模块发送流量信号至PLC主站，PLC主站通过光缆发送信号至中控室。
利用无线通讯网络实现中控室控制器与卸船机PLC之间的无线通信。所述的无线通讯网络包括无线通讯发送器6和无线通讯接收器7，中控室有2台无线通讯发送器，与中控室控制器连接；在每台卸船机上安装1台无线通讯接收器，与卸船机PLC连接。卸船机上的无线通讯接收器接收来自中控室中的无线通讯发送器所发送的流量数据，卸船机PLC根据皮带输送机上物料的流量，分析判断是否该增加振动给料器变频器的频率，进而皮带输送机上的放料量。
显然，应设置所述的电源电路5为整个装置提供电源。另外，为简化系统结构，上述的称重传感器及处理器可用SIEMENS BW500皮带秤代替。
所述的皮带秤可以对皮带负载和速度信号进行处理，并精确计算出固体的流量和累计量，皮带秤与PLC主站之间的数据传送，是通过皮带秤所集成的RS485接口连接至相应的传输模块完成的，并采用MODBUS RTU通讯协议实现S7-226 PLC和皮带秤之间的通讯连接。皮带秤采集的流量信号,由PLC主站通过光缆传至中控室控制器,再由中控室中的无线通讯发送器将信号传至卸船机中的无线通讯接收器，卸船机接收信号后由卸船机PLC对流量数据进行处理和分析。
在具体实施方式中，皮带秤可采用功能齐全的积分仪BW500，皮带负载和速度信号被处理，精确计算出固体的流量和累计量。BW500 集成了标准RS-232和RS-485通讯接口，通讯协议集成了MODBUS-RTU和MODBUS-ASCII以及标准DOLPHIN共3种。由于现场有2台BW500控制器，分别采集两条皮带输送机的数据，结合现场的应用化境，最终采用皮带秤的RS485接口MODBUS RTU通讯协议用于S7-226 PLC和BW500之间的通讯连接，现场网络采用主从寻址方式访问。无线设备采用美国INTUICOM 2.4G产品为主的无线通讯系统，此产品具备的优势：具备2.4G许可频段；无线电调制方式为OFDM，40M带宽，108Mbps速率；600毫瓦发射功率；-74 dbm到-97DBM的灵敏度， 设备可靠，性能领先。
在若干台卸船机上各设置一个数据接收端，接收器SRM6320接受到报文数据后，对数据报文进行解码，解码后的数据通过工业以太网连接到卸船机本身工业以太网。这样就实现了皮带输送机数据与卸船机数据的物理层面上的无缝通讯和数据共享。
下面结合附图3对本发明所公开的矿石卸船系统流量监测与控制装置的方法作进一步的说明：
皮带输送机的皮带秤称重计量当前的流量数据，经过传输模块发送给PLC主站，再通过光缆传至中控室控制器。中控室中的无线通讯发送器将信号发送至卸船机，并由卸船机上的无线通讯接收器接收，进而由卸船机PLC对皮带秤采集到的数据进行处理和分析,生成皮带输送机流量控制值，以控制卸船机振动给料器放料量。
当流程流量在额定流量，如7500t/h以下时，卸船机司机根据实时显示的流程流量，可以逐渐加大流量。
当流程流量达到7500t/h，司机室CMS显示流程超重报警，并自动降低卸船机振动给料器放料速度。
当流程流量超过8500t/h，司机CMS室显示超负荷，自动停止卸船机振动给料器放料。
本发明所公开的矿石卸船系统流量监测与控制装置的方法，还具有卸船机查询皮带输送机流量CMS界面，司机室CMS系统界面具有相应的图文显示和波形趋势图显示，司机可以实时查看地面皮带输送机作业流量的相关数据，并通过分析软件协助司机控制作业过程中的操作。卸船机PLC具有硬件及编译控制程序，实现振动给料器能够根据流量大小控制放料功能。通过InTouch Development组态软件，设计数据库，web网站发布。将皮带输送机信号进行系统计算、分析和统计，最后通过图形化界面显示在网页上。通过局域网，实现办公网远程访问，为进一步做到定量分析、统计做好了基础。具有提高作业效率、有效减少撒料漏料量、保障生产安全、改善社会经济效益的积极效果。
Claims (2)
1.一种矿石卸船系统流量监测与控制装置，其特征在于，包括称重传感器（1）、处理器、传输模块（8）、PLC主站、中控室控制器（4）、无线通讯网络、电源电路（5）、振动给料器、卸船机PLC（2）及卸船机室显示器（3）；称重传感器安装在皮带输送机上，连接于处理器的输入端口，处理器利用其带有RS485接口，并借助传输模块，实现与PLC主站的通讯； PLC主站通过光缆与中控室控制器的输入端连接；所述的无线通讯网络包括无线通讯发送器（6）和无线通讯接收器（7），无线通讯发送器连接于中控室控制器的输出端口，无线通讯接收器连接于卸船机PLC的输入端；卸船机PLC与振动给料器变频器的控制端相连接；电源电路为整个装置提供电源。
2.一种矿石卸船系统流量监测与控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、卸船机放料自动调控：
1）通过称重传感器及处理器计量皮带输送机的实时流量，并利用传输模块将流量数据发送给PLC主站，再发送至中控室控制器及显示器、卸船机PLC及显示器；
2）卸船机PLC分析上述流量数据，与设定值进行比较，根据比较结果控制振动给料器变频器，以实现振动给料器给料速度的自动调整：
当流程流量在额定流量以下时，卸船机司机根据实时显示的数据，逐渐加大流量；
当流程流量超过额定流量时，卸船机显示器显示流程超重，报警，并自动降低卸船机振动给料器放料速度；
当流程流量超过最大允许流量时，卸船机显示器显示超负荷，自动停止卸船机振动给料器放料；
二、卸船机司机查询皮带输送机流量：
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Application publication date: 20131120 |