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摘要：傳統的在火車貨運車廂上劃線，人工進行濕散鹽裝車的方式，自動化水平低且容易受濕鹽干濕程度、堆積密度及發放人員視覺的影響產生較大誤差，導致出現超載或虧載的問題。針對這一現狀，設計一套以懸浮式皮帶秤為計量依據，以DCS為控制核心的裝車控制系統，并利用電腦作為上層監控核心設備，系統可實現定量裝載，并大大提高濕散鹽裝車自動化水平，簡化操作程序，降低工作人員勞動強度[1]。實際運用表明，系統具有操作簡單、可靠性高、安全經濟的優勢，為企業增加客觀的收益。

關鍵詞：裝車；懸浮式皮帶秤；控制系統；DCS

根據鐵路發運規則要求，鐵路運輸中對所運貨物的重量有嚴格的控制標準，不允許超載多裝影響鐵路運輸安全，因此需要鐵路發運的企業在貨物出廠裝車時需要根據待裝的火車貨運車廂定量裝載貨物，否則超載將受到相應的處罰；在傳統的濕散鹽生產企業，使用棧橋濕散鹽裝載發放時，一般采用在火車貨運車廂上劃線的方式進行計量，由于此種方式是純體積計量方式，受濕散鹽干濕程度、堆積密度及發放人員視覺誤差影響較大，造成一直以來實際發放計量的誤差較大，不時有因超重受到處罰或少裝造成公司虧損運費的情況。針對這一現狀，本文提出設計以懸浮式皮帶秤為計量依據，以DCS為控制核心的裝車控制系統，并利用電腦作為上層監控核心設備，系統可實現定量裝載，有效提高了濕散鹽裝車精度，減少工人工作量，提高自動化水平，為企業增加經濟效益。

1總體方案簡介

目前采用的在火車貨運車廂上劃線進行濕散鹽計量的方式，是一種比較原始的純體積計量方式，受到多方因素的影響，導致裝車精度不高且效率低下，另一方面工作人員需要關注的信息較多，容易出現錯誤操作。因此一種高精度、易操作的濕散鹽發放控制系統成為迫切需求。本文設計濕散鹽發放控制系統主要由稱重模塊﹑網絡通訊模塊﹑控制模塊﹑執行模塊和上位機監控模塊組成。該系統簡要工作流程為：當火車進入待裝區域并做好裝車準備工作后，操作人員按操作規程啟動輸送機及卸料小車，設定好需要裝載的車廂和對應的重量后，落下分料閘板，濕散鹽通過輸送機從供料罐輸送至火車車廂，通過皮帶秤對濕散鹽進行稱重，當累積量達到設定值時，閘板自動抬起將濕散鹽通過其它輸送皮帶運至濕散鹽庫。通過以皮帶秤作為計量依據，利用發放控制系統控制濕散鹽的發放，實現提高計量精度，提高自動化水平，降低操作人員工作難度的目標。系統整體結構如圖1所示。

2系統的整體設計

綜合分析了濕散鹽發放對安全性﹑可靠性﹑計量精度的要求，以及公司現有工業控制網絡和技術儲備等多方面因素，決定采用DCS作為濕散鹽發放控制系統開發的基礎。DCS具有較強的控制功能，不僅可以實現順序控制，也可以完成非線性﹑自適應﹑最優﹑解耦﹑串級和前饋等復雜控制[2]。DCS系統中有工程師站﹑操作員站﹑現場操作站，這些都是使用獨立的計算機組成，通過網絡實現數據通信，具有極強的可擴展性﹑可靠性和實時性。并利用上位機作為監控系統核心設備,實現系統的可視化﹑在線監測控制功能。控制系統的硬件設備包括DCS﹑工控機﹑皮帶秤﹑通信設備線路等。該系統DCS選用浙大中控JX-300XP系統，主控卡采用浙大中控設計生產的XP243X主控卡作為控制站軟硬件的核心，協調控制站內軟硬件關系和各項控制任務。可自動完成數據采集﹑信息處理﹑控制運算等多項功能。皮帶秤則選用賽摩浮衡系列電子皮帶秤ICS-FH-4，ICS-FH型浮衡秤主要由四部分組成：稱重橋架﹑測速裝置﹑轉換器（或接線盒）和積算器[3]。其工作原理是通過稱重傳感器支撐的橋架和稱重托輥檢測皮帶上的物料重量，產生一個正比于皮帶載荷的輸出信號，同時速度傳感器產生一系列脈沖信號，計算器將以上兩種信號進行積分計算，最終轉換得出瞬時流量和累計重量。浮衡秤的自由浮動平衡結構，稱重橋架自由浮動與稱重傳感器連接，無限位裝置﹑傳力環節少﹑測重準確可靠、計量精度高；由于兩個稱重傳感器裝于支撐梁兩端，所以具有抗偏載能力強﹑適應皮帶輸送機帶寬大﹑帶速高等特點，為避免皮帶秤整體構造被濕散鹽腐蝕導致計量精度變差，皮帶秤支架材質選用316L不銹鋼材質。系統硬件結構如圖2所示。

3控制系統操作功能設計

通過對濕散鹽發放進行需求分析，確定了控制系統需要包括的操作功能。系統控制操作功能結構圖如圖3所示。

3.1設備單體/連鎖轉換功能

設置設備單體/連鎖轉換功能主要用于檢修或設備故障時，當皮帶機﹑氣動閘板等設備出現故障時，可以單獨控制進行動作，以便檢查故障原因并進行單體試車[4]。

3.2設備啟停控制功能

設備啟停方式有現場手動控制、遠程單體手動控制、遠程聯動控制。設置啟停控制功能主要是指設備在遠程控制狀態下，能夠實現單體啟停控制和設備聯動狀態下的啟停控制。

3.3設備邏輯連鎖控制功能

設備邏輯連鎖控制功能主要是指在遠程聯動控制狀態下的連鎖。在遠程聯動控制狀態下，設備的啟動、停止需要滿足一定的邏輯連鎖關系。邏輯連鎖主要分為設備內部連鎖和設備外部連鎖，本控制系統設備邏輯連鎖控制功能為設備外部連鎖，主要是各設備之間的工藝連鎖關系，包括設備允許啟動連鎖、設備允許停止連鎖等，如生產線下游設備啟動運行后，生產線上游設備才可以啟動，生產上游設備停止后，才可以停止生產線下游設備。3.4裝載重量實時顯示功能濕散鹽的發放過程的控制量是各個車廂的裝載重量，已裝載重量的準確計算是濕散鹽發放精度的關鍵點。皮帶秤累計重量信號進入DCS后需要進行一定的信號運算及處理，以保證信號的正確性。

3.5人機交互功能

人機交互功能主要包括故障報警顯示功能，以及人工信息設定功能。當設備運行過程中，由于外部因素或設備自身保護裝置的故障造成系統停止運行，這些故障信號或報警信號需要在操作畫面顯示，以提醒操作人員設備異常狀態，并及時排查﹑處理故障。人工信息設定主要是一些參數的設定，當在進行濕散鹽發放時遇到一些變化或者經過長時間操作積累出更多的經驗時，操作人員可以靈活的設置參數，使裝載重量保持在合理的范圍之內。

4濕散鹽發放控制設計

首先火車駛入濕散鹽裝車軌道停好，裝車人員做好裝車準備工作，上位機操作人員獲得裝車信息后，通過系統控制啟動皮帶機和濕散鹽發放小車，設定好每個車廂的裝載重量后，啟動系統控制氣動分鹽閘板將濕散鹽從進入濕散鹽庫的皮帶輸送機路線切換至濕散鹽發放皮帶輸送機路線，在皮帶輸送機進料點后方上裝皮帶秤進行稱重，稱重后的濕散鹽通過發放小車裝入火車車廂，當累積量達到設定值時，氣動分鹽閘板自動抬起，聲光報警器開始報警，持續時間60秒，60秒后閘板自動落下開始第二車的發放，小車上的操作人員當聽到聲光報警器報警時應及時關注皮帶上散鹽情況，一旦皮帶上的散鹽中斷，應在60秒內將小車開至第二節車皮開始第二車的發放。直到火車車廂全部完成裝車，實現安全高精度濕散鹽裝車。系統控制原理如圖4所示。

5軟件程序設計

DCS作為濕散鹽發放控制系統的核心設備,利用浙大中控AdvanTrolPro圖形編程軟件對其進行開發,再確定測點清單﹑控制運算方案﹑系統硬件配置，包括系統的規模、各站IO單元的配置及測點的分配等準備工作后，建立目標工程。應用系統的硬件配置通過系統配置組態軟件完成。采用圖形方式，系統網絡上連接的每一種設備都與一種基本圖形對應。隨后進行數據庫組態。定義和編輯系統各站點的信息，在完成數據庫組態后進行控制算法﹑圖形、報表組態。編譯生成，系統聯編功能連接形成系統庫，成為操作員站、現場控制站上的在線運行軟件的基礎。應用系統生成完畢后，應用系統的系統庫、圖形和報表文件通過網絡傳輸下裝到服務器和。

6結語

本文設計了一種基于皮帶秤進行濕散鹽發放裝車的控制系統，完成了對系統整體方案設計以及具體實現過程的介紹。系統可實現提高計量精度，提高自動化水平，降低操作人員工作難度的目標。工作人員可實時在線監控濕散鹽裝車過程。同時，系統自帶報警功能，在切換火車車廂時，可實現預警作用。對系統進行了測試，測試結果表明,該系統功能穩定,預期效果良好。預計該系統的應用，可大大提高濕散鹽發放的計量精度和自動化程度，提高企業的經濟效益。

參考文獻

[1]孫德利.火車自動化裝車控制系統的設計[J].石油化工自動化，2008（2）：77-78.

[2]匡益兵.高陡邊坡進水口布料機入倉系統布置技術[J].四川水利，2018，39（02）：37-39.

[3]李曉力.陣列式皮帶秤在電廠接煤計量中的應用[J].儀器儀表標準化與計量.?2018(06).

[4]尹嘉巍.基于PLC的皮帶卸料小車智能控制系統設計[D].內蒙古大學2020.

作者：顏偉 單位：湖南省湘衡鹽化有限責任公司 湖南省井礦鹽工程技術研究中心