| 铁路煤场装车站自动装车控制系统的研究 |
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【摘 要】运用工控机、RS485通讯总线技术和PLC系统核心控制程序，实现了铁路装车系统的实时控制，达到优质、实时、高效、低耗、安全、可靠自动装车的目的，在RS232C接口加装光隔电流环，成功地解决了该接口的干扰问题。
【关键词】工控机 RS485通讯总线 PLC RS232C 光隔电流环 装车系统控制
一、概述
随着自动化和计算机技术的不断发展，工控机已得到广泛的应用。工控机是根据工业生产的特点和要求而设计的电子计算机。它应用于工业生产中，实现各种控制目的、生产过程和调度管理自动化，以达到优质、实时、高效、低耗、安全、可靠、减轻劳动强度和改善工作环境之目的。现场总线是连接智能现场设备和工控机系统的数字式、双向传输、多分支结构的最下层的通信网络。工控机与现场设备的信息交换是点对点的，现场总线的介入减少了电气布线的数量，尤其在制造系统中，不仅可以减少控制系统的成本和复杂程度，而且可以减少电气控制柜底部容纳电缆的空间，所以这种网络结构可以使制造系统的修改变得容易。网络化系统允许处理功能分布至若干小规模智能单元，网络结构趋向模块化。某个设备可以方便地在一个分组中被增减，且不影响其他分组的功能实施。现场总线将工控机系统与现场设备进行数字通信，这个网络就称为现场总线系统。
二、实现原理
根据现场实地考察、数据计算分析，煤场调度绞车在80到100秒就将车皮拉过放煤溜槽，而在这段时间内皮带输送机最多只能输送22到28吨煤；即使皮带输送机满负荷运行，输送60吨煤最少也需要216秒。车皮需要倒回去再装一次至两次才能装到所需煤量；费时，费力，操作烦琐；或者让调度绞车运行几秒，停止几秒，以装载所需煤量，这将造成调度绞车的频繁启动、停止，对设备冲击非常严重，并且控制不准确，操作烦琐。
因此，决定在调度绞车上加装变频调速控制系统、绞车测速系统，使调度绞车实现无级变频调速运行，既能实现绞车运行的精确控制，又能将设备的冲击减到最小，延长设备使用寿命，节能降耗。
在给煤皮带输送机上加装核子秤，用于监测皮带上的煤的实时流量，以控制调度绞车、皮带运输机、给煤机、电动液压老虎口，放煤溜槽的同步按序运行。
在给煤皮带驱动电机上加装变频控制系统，实现驱动电机的软启动，节约能源的目的。
在轨道边加装车皮位置探测器，以精确定位车皮位置。
给放溜槽加装限位开关，以确保溜槽在指定区间运行，以防止放煤溜槽抬得过高或放置过低，造成下煤不畅或影响车皮通过。
在皮带输送机机头位置上方、各煤仓下部加装视频摄像头，在一、二号操作室加装视频监视器，以监测皮带输送机、煤仓溜煤槽上的实时煤量，以及车皮实际装煤情况。
系统控制核心程序设计在日本三菱PLC控制器上运行，以实现集中控制逻辑，保证系统高速、可靠、实时运行。节点控制部分通过PLC控制器、中间继电器，独立驱动被控节点可靠运行，通过RS485现场总线与上位机（工业PC机）通讯，以简化系统设计，保证系统简单、快捷，可靠运行。 三、总线结构
现场总线共七个站点（一个主站、六个从站）。主站0#：主控操作台；从站1#：主控PLC控制柜；从站2#：附属控制柜；从站3#：核子秤信号；从站4#：绞车变频控制柜；从站5#：皮带变频控制柜；从站6#：皮带变频控制柜。各站点均采用RS485总线通讯方式。上位机（工业PC机）采集现场总线数据，通过RS232接口与主站0#PLC编程口相连，实现数据实时采集，便于司控人员实时监控装车现场。其系统总线结构框图如下：
系统总线结构框图
四、装车流程
车皮到达装车站后，系统根据光电开关定位信号，自动将车皮放置到装煤位置，同时放下溜槽，响起开车预告信号，随后依次集控开启系统各个皮带机和给煤机。装煤过程中，通过装在皮带、及煤仓溜煤槽上的核子秤所测量的煤流量，将该煤流量测量值通过串行通讯传给从站3#PLC（3#PLC把串行数据换算成煤流量吨位）。从站4#PLC（绞车变频控制柜）通过RS485总线从3[1] [2] 下一页 |
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