煤矿快速装车系统.doc

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1、神华神东煤炭集团快速装车系统教材目 录第一章 快速装车系统概述2第二章 快速装车系统的结构、技术参数5第一节 快速装车系统的主体结构5第二节 快速装车系统的技术参数10第三章 自动控制系统12第一节 自动控制原理12第二节 控制系统的结构与性能15第三节 快速装车系统中的各类保护21第四章 称重系统26第一节 称重系统基本知识26第二节 称重传感器31第三节 称重仪表36第五章 液压系统42第一节 液压系统的结构与性能42第二节 动力元件43第三节 执行元件45第四节 液压控制阀49第五节 辅助元件57第六节 工作介质62第七节 快速装车液压系统工作原理63第一章 快速装车系统概述快速装车系统

2、是我国在二十世纪八十年代从国外引进的一种新型列车装载系统，它能够快速地将固体物料连续装载到行进中的火车车厢中，特别适合大型采矿企业产品的装车外运。在采矿业比较发达的美国、南非等国家，快速装车系统非常普及。神东现有不同厂家、不同类型的快速装车系统17套，正在建设的有2套，是目前我国使用快速装车系统最早、使用数量最多、技术水平最高的企业。11神东快速装车系统发展过程1996年以前，神东仅有大柳塔和补连塔两套简易装车系统。1996年初，神东从美国引进的第一套快速装车系统在大柳塔环线装车站建成投用。1998年开始，随着神东的整合以及公司煤炭产量以每年千万吨的水平增长，神东于1999年、2000年从南非

3、和美国引进了三套快速装车系统，分别在上湾、大柳塔环线内环和榆家梁建成投用，同时对补连塔旧装车系统进行了技术改造。从2001年起，为降低成本，加快进口设备的国产化进程，公司原运销处工程技术人员创新思路，结合我国国情，通过消化吸收进口装车系统的技术，联合国内相关厂家开发研制了国产快速装车系统，分别在乌兰木伦、保德、哈拉沟、石圪台、补连塔、榆家梁、布尔台、韩家村、锦界等处建成投产，每套快速装车系统的年生产能力都能达到1200万吨以上，为公司建成亿吨矿区提供了有力保证。12快速装车系统的特点快速装车系统是以自动控制的方式快速并连续地将固体物料按设定的重量装载到以一定速度行进的列车中的一种高效定量装车系

4、统。相对于简易装车系统以及使用装载机装车的集装站，快速装车系统的优点非常突出。首先，快速装车系统自动化程度非常高，系统内所有设备都是通过PLC控制系统进行远程集中控制与操作的，所有设备的运行故障等信息都在控制计算机屏幕上显示。设备运行可靠，系统内用人少。其次是装车速度快，装62吨一节车一般用时为60秒，最快能达到40秒，装66节整列车用时为50分钟至80分钟。第三是装车精度高，称重仓静称重精度为0.1%，每节车皮的装车精度0.3%，整列车装车精度0.3%。第四是装车质量好，车皮表面平整，无偏载，完全符合铁路运行要求。第五是环保性能优，整个系统的装车过程为全封闭式，装过的车皮表面又经过碾压固化封

5、尘，撒煤少、煤尘少，对环境污染小。13快速装车系统的工艺流程神东商品煤生产的的流程为：矿井通过采掘运将原煤送入原煤仓内，矿井对应的选煤厂将原煤洗选加工成不同的煤炭产品送入产品仓内，各选煤厂对应的装车站点按照客户的需求将煤炭产品装车外运。可以看出，快速装车系统是神东商品煤生产过程中比较重要的一个环节。相对于矿井和选煤厂的生产系统，快速装车系统的设备工艺流程比较简单，常见的是将产品仓内煤炭通过给煤机、胶带运输机、缓冲仓、定量（称重）仓以及装载溜槽装入行进的火车车厢内（如图1-1）。针对低产量、单一煤种的矿井，原运销处工程技术人员研究开发了无给料运输系统的混凝土仓结构装车系统，将产品仓直接作为缓冲仓

6、，减少了胶带机、给煤机等设备，精简了工作人员，生产成本大幅降低。其设备工艺流程如图1-2。14快速装车系统的组成按照国外生产厂家的定义，快速装车系统由装载系统（包括缓冲仓、定量（称重）仓以及装载溜槽等塔楼设备）、给料系统（包括胶带机、给煤机）和采样系统（包括煤炭采制样及分析化验设备）三部分组成。每个系统都有自己的PLC远程控制站和供配电设施。实际上，由于上世纪九十年代引进快速装车系统时公司只采购了装车系统的核心设备，包括装车塔楼钢结构、PLC控制系统、液压系统、称重系统以及采样系统，而其它如胶带机、给煤机等通用机械都采用了国产设备，再加上后来公司煤炭采制样和分析化验业务的重新划分，装车系统设计

7、时就不包含采样系统，因此我们现在所说的快速装车系统指的是装车塔楼设备，胶带机、给煤机等设备和防冻液系统、固化剂喷洒系统作为了快速装车系统的配套设施。图1-2无给料运输系统的快速装车系统工艺流程图由于快速装车系统是由国外引进的，很多名词术语都是从英文翻译而来，不同的人理解程度不一样，国际国内也没有统一标准，因此一些名词术语的叫法可能有多种，看书过程中可根据自己的习惯理解。本书中大都以美国KSS公司的快速装车系统为例展开说明的，主要原因有：一是神东最早引进的是该公司产品，1994年底签订的采购合同，1996年初一期建成投用；二是该产品技术成熟，设计考虑周全，是现在国内多数装车系统生产厂家的设计模板

8、；三是该系统图纸、说明书、操作手册等资料齐全。 复习题：1、简述快速装车系统的特点。2、简述快速装车系统的工艺流程。第二章 快速装车系统的结构、技术参数目前，神东矿区使用的快速装车系统主要分为两种：全钢结构快速装车系统（含有给料运输设备）和混凝土产品仓下快速装车系统（无给料运输设备）。全钢结构快速装车系统分进口和国产两种类型，以美国的卡那瓦度量衡（KSS）公司的产品最为典型，国产的全钢结构快速装车系统和混凝土产品仓下快速装车系统也是在借鉴此系统的基础上发展而成的，因此，本章主要以KSS快速装车系统为例进行阐述。第一节 快速装车系统的主体结构2.1.1快速装车系统的结构2.1.1.1全钢结构快速

9、装车系统全钢结构快速装车系统，主要是由一个重型钢结构支撑架系统、一个缓冲仓、一个称重仓、一个装车溜槽及相应的配料称重系统、液压控制系统，配电以及自动控制系统等共同组成。其主要配套系统有产品仓下给料系统和胶带运输机系统。其它辅助系统还有三级采样系统、除尘系统、防冻搅拌喷洒系统及封尘固化剂喷洒系统等。装车系统示意如图2-1所示。2.1.1.2混凝土产品仓下快速装车系统该系统基本结构是在直径22米产品仓下建设装车铁路线，安装称重仓和旋转摆动式装车溜槽，将产品仓作为缓冲仓，装有四套双翼平板式配料闸门，直接给称重仓配煤。其液压系统、称重系统及自动控制系统均选用与KSS公司类似的产品。这种系统吸收了其它几

10、种系统的优点，装车速度及系统性能均有大幅提高，一次性投资成本大大降低，设备减少，用人减少，占地面积小，同时也降低了装车生产成本。其缺点是系统不能配煤，仅适用于生产单一品种的煤矿或选煤厂，如同时生产多个品种，则需建相应数目的装车系统。同时，由于是单一产品仓，其缓冲余量也受到了一定的限制。2.1.2快速装车系统缓冲仓的结构快速装车系统的缓冲仓容量约为300t, 仓的上半部为长方体，下半部分为四个倒四棱锥形的漏斗，漏斗口为正方形，在四个漏斗口下方装有四套双翼式液压平板闸门，用作向称重仓配料。仓壁外壳为8mm厚碳钢板（垂直和倾斜侧）,缓冲仓内壁衬10mm厚不锈钢耐磨板或双金属复合耐磨板。缓冲仓示意如图

11、2-2、图2-3所示。2.1.3快速装车系统称重仓的结构快速装车系统称重仓的容量为100t，侧板相对水平面的倾角为60，称重仓下部漏斗口为正方形，尺寸为15241524mm，漏斗口下装有一套双翼式液压平板闸门，用做装车卸料，仓壁外壳为8mm厚碳钢板，内壁衬10mm厚A304不锈钢耐磨板或双金属复合耐磨板，仓体外壁加固，支撑称重测试系统。称重仓示意如图2-4所示。 图2-1 KSS快速装车系统塔楼结构图1、缓冲仓； 2、定量仓； 3、集控操作室； 4、装车溜槽 图2-2 缓冲仓正视图 图2-3 缓冲仓下半部分俯视图 图2-4 定量仓顶部俯视图 图2-3 定量仓正视图图2-5 定量仓下半部分俯视图

12、 1、定量仓顶部漏斗口； 2、称重传感器支承座； 3、卸料闸门； 4、定量仓底部漏斗口2.1.4装车溜槽的结构 装车溜槽主要有两种形式：水平移动垂直伸缩式和旋转摆动式。KSS系统使用的是水平移动垂直伸缩式溜槽，其余均为旋转摆动式溜槽。2.1.4.1水平移动垂直伸缩式装车溜槽的结构装车伸缩溜槽的内溜槽开口尺寸为15241524mm，与称重仓卸料平板闸门相配。外溜槽通过两个重型液压油缸与内溜槽相连接。内外溜槽通过滑道与滚轮相配合，如图2-6所示。内外溜槽内表面均装有10mm厚的A304不锈钢耐磨板或双金属复合耐磨板。外溜槽伸降油缸缸径为80mm，行程为1100mm。整个溜槽设计防尘， 通风良好，卸

13、料口装有防尘、防撞、平煤用的裙板，既防尘，又起到平煤器的作用，同时又起到在特殊情况下溜槽与车厢相撞时防止溜槽损坏的作用。溜槽下部还装有防撞保护开关，防止装车过程中溜槽与车厢相撞。溜槽安装有水平行走装置，型式有二种，一种为液压马达驱动的齿轮、齿条传动的滚轮滑道型，另一种为液压油缸驱动的滚轮滑道型。目前神东矿区使用的均为液压油缸驱动型式。水平行走装置的作用是在系统停止装车时将装车溜槽移到侧旁的停放位置，给机车让出通过的通道。在水平行走滑道上安装有限位开关，用以指示溜槽的停放位置和装载位置，实现安全闭锁，在装车溜槽不完全到装载位置时，称重仓卸料闸门不会打开。设计安装了断电自动提升保护，可以在系统突然

14、断电的情况下，使装车溜槽自动提升到最高位，防止车皮与溜槽发生碰撞。图2-6 水平移动垂直伸缩式装车溜槽的结构示意图（无斗裙）2.1.4.2摆动式装车溜槽的结构摆动式装车溜槽由内外溜槽组成，如图1-7所示。内溜槽通过横梁结构固定在塔架下方，外溜槽悬挂在内溜槽两侧的枢轴上。装车时，通过液压油缸牵引钢丝绳使外溜槽绕枢轴摆动来控制装载高度，并可关断定量仓内的流出物料。外溜槽在设计时分为两段，下段溜槽在与列车发生误撞时会脱落，以保证不损坏溜槽的主要部位。与垂直伸缩式装车溜槽相比，摆动式装车溜槽的特点是：1、由于溜槽能最大限度地接近车厢，可按要求自动平整物料，使物料落入车厢的距离缩短，大大减少了落尘的飞扬

15、；2、使向车厢送料过程中的流通渠道得以扩展，可利用溜槽的容积，而不影响定量仓大量快速送物料，有效的提高了配料速度。图2-6 旋转摆动式装车溜槽的结构示意图2.1.5闸门的结构快速装车系统的闸门有两种：缓冲仓配料闸门和装车卸料闸门。两种闸门形式相同，只是在尺寸和配件选型方面有所差别。2.1.5.1缓冲仓配料闸门的结构双翼式闸门，打开时尺寸为12191219mm，使用不锈钢盖板和橡胶密封防尘，用软连接布与称重仓进料口相连。每片闸板上方装有两个非接触式接近开关，用以探测闸板的开、闭位置。闸板由25mm厚的钢板上装有10mm厚A304不锈钢耐磨板组成，每片闸板上装有CF2 1/2SB型托轮12个，每片

16、闸板配装一缸径63mm，行程662mm的重型液压油缸来驱动闸门的打开和关闭。如图2-7所示2.1.5.2装车卸料闸门的结构双翼式闸门，打开时尺寸为15241524mm，使用不锈钢盖板和橡胶密封防尘，用软连接布与装车溜槽上方的导料槽口相连。每片闸板上方装有两个非接触式接近开关，用以探测闸板的开、闭位置。闸板由30mm厚的钢板上装有10mm厚的A304不锈钢耐磨板组成，每片闸板下装有CF2 1/4SB型托轮12个，每片闸板配装一缸径为83mm，行程为775mm的重型液压油缸来驱动闸门的打开和关闭。如图2-7所示。图2-7 闸门结构示意图第二节 快速装车系统的技术参数2.2.1KSS快速装车系统的主

17、要技术参数快速装车系统设计最大装车速度为5300吨/小时，称重系统的静称重精度为0.1%，给每节车皮的装车精度为0.3%，每节车皮装车误差不超过200Kg。要求列车的牵引速度为0.8-1.5km/h，可适应C61、C62、C63、C64、C70、C80等多种型号的车皮。适应的物料粒度为0-13mm、13-50mm及50mm以上等多种规格。给称重仓配100吨物料的速度平均可达10秒种，装一节车皮（62t）的速度平均在60秒左右，最快可达40秒。2.2.2 KSS装车液压系统主要设备及其参数安装了一套双电机双泵液压系统，为缓冲仓、称重仓闸门开闭溜槽行走、伸降及测试法码提升等提供动力。电机功率为55

18、kW，液压泵为单作用叶片泵，工作压力为13MPa，流量为185L/min。液压系统配有适当数量的蓄能器，用以补偿和平衡系统的流量和压力。装有一个热油循环系统和一个散热冷却系统，用以保证液压系统的正常工作温度，液压系统的详细结构和工作原理见第四章。液压系统主要为缓冲仓配煤闸板、称重仓下端放煤闸板即装车平板闸门和试重砝码的提升、装车溜槽的升降和水平移动提供液压力。其性能直接影响着装车速度的快慢。要求每片闸板可实现连续迅速可靠的动作，溜槽升降灵活、随机。缓冲仓和称重仓液压闸板的动作方式，是同时动作还是分步动作，直接决定着缓冲仓向称重仓的配煤时间及称重仓向车皮内的放煤时间，即影响着装车速度和装车质量。

19、2.2.3 KSS配煤称重控制系统的主要技术参数主要由称重传感器、显示器、装车称重控制PLC柜、控制计算机、不间断电源、打印机等组成。在称重仓的四角装有4个美国Artech公司生产的80210型双头剪切梁传感器，每个额定载荷50.6t，称重仓额定载荷100t。配一台RS232系列输出的数字传感显示器，安装在装车操作控制台盘面上，有多个设置，可以在键盘上标定和设置参数。装车称重控制PLC柜、控制计算机、不间断电源、打印机等均安装布置在装车集控室内，满足称重装车的需要。2.2.4 KSS主控制系统的主要技术参数MMI操作接口控制板，装在控制计算机中，提供给操作者操作界面和装车系统控制，从这里可以控

20、制装车站内所有的主要设备，如仓下变频计量给煤机、定速给煤机、装车皮带运输机、装车称重系统、液压系统、三级采样分析系统及通风、除尘系统设备等。MMI系统屏幕：主系统菜单装车系统屏幕图形显示（给料机、胶带机、产品仓、缓冲仓、称重仓、液压系统、溜槽等）装车显示图加煤系统图产品仓储量系统图及给煤机状态胶带机状态屏幕报警屏幕（包括所有系统的报警）MMI软件为罗克韦尔RSview，RSLogix(运行时间版本)和RSlinx；主PLC控制系统AB公司1785-L40C15型可编程序控制器，装于集控室内（即前述装车称重控制PLC柜）。远程PLC控制板，装于电器控制中心(MCC室)内。2.2.5 缓冲仓料位计

21、的主要技术参数缓冲仓的料位监测系统带有四个应力传感器，安装于缓冲仓的四角，应力传感器在钢结构发生变形后输出变化的4-20mA标准电流信号至料位计主机（安装于主PLC控制板上），从主机内部接线至PLC柜的模拟量输入模块，便可在装车工控机屏幕上显示柱状料位图形，同时可通过此信号控制装车过程中给煤机的启动和停止。第三章 自动控制系统在进行装车作业时，操作员通过合理选择一定数量产品仓下的振动式给料机，将物料给到带式输送机上，带式输送机以4000t/h的能力将物料送入快速装车系统的缓冲仓；称重系统的称重传感器的信号返回PLC程序后，由输出点控制缓冲仓配料闸门的打开、关闭，从而准确地将物料按操作员设定的重

22、量送入称重仓；配料完成后，操作员打开装车卸料闸门，将称重仓内的物料经过装载溜槽装入匀速（0.8-1.5km/h）行驶的火车车厢中，即完成了一次单节车皮的装车作业。称重仓内的物料放空后，PLC程序通过采集称重传感器的信号控制下一次的配料；如此连续循环便是快速装车系统的整个运作过程，各环节设备作都是由自动控制系统统一协调动作的。本章就针对自动控制系统展开。第一节 自动控制原理3.1.1 快速装车系统的集中控制的实现装车系统的自动控制不仅对装车液压系统、称重系统等装车塔自身的设备进行控制，还要对仓下给煤机和带式输送机进行集中控制。整个装车自动控制系统是由一个本地（装载系统）PLC和一个远程（仓下）P

23、LC组成。其中装载系统PLC控制液压站的1#、2#液压油泵的、冷却风扇、循环泵的启动或停止，缓冲仓、称重仓料位的显示，配料闸门、卸料闸门、装车溜槽、实验砝码等设备的动作；远程PLC控制给料、运输系统中的给煤机和胶带输送机的启动或停止。PLC的处理器通过收集的各部位传感器的返回信号，结合操作员在集控室通过主控计算机的工作屏和操作台发出的指令，经过控制程序处理，使相关设备按控制程序运行。操作员可根据装车情况方便灵活地在集控方式下进行成组或单台设备的集中启动、停止。也可根据实际情况进行系统间的有闭锁或无闭锁的启动、停止。在无闭锁状态下，操作员可以启动或停止任意一台受控设备。在集控方式下进行系统启、停

24、车时，各设备之间根据工艺流程要求进行闭锁。系统中某台设备因故障停机时，系统中与其有闭锁关系的设备自动闭锁停机，并通过计算机向控制室人员发出声光报警信号，显示出故障设备的位置、故障类型（过负荷、短路、漏电、拉绳开关动作、跑偏开关动作、防纵撕开关动作、防打滑装置动作、烟雾报警动作等等）。自动控制系统中主要的闭锁关系有：1、给煤机与装车塔缓冲仓的闭锁关系。即在缓冲仓煤位达到一定值后（输送带上的煤运完后）缓冲仓内的煤不外溢，给煤机自动停机。一般设置为180吨，待缓冲仓内的煤位低于一定值时，一般设置为120吨，所选择启动的给煤机立即自动开启。2、胶带输送机与给煤机之间的闭锁关系。无论出现什么情况，一旦胶

25、带输送机停机，所有给煤机立即闭锁停机。3、各闸门之间的闭锁关系。定量仓闸门关闭信号没有时，即使闸门是关闭的，缓冲仓闸门也不会打开（在自动、半自动运行方式下），这样设置是为了避免万一定量仓闸门没关闭或关闭不严，会发生撒煤事故，严重的会造成火车掉道事故。还有一种闭锁关系，就是缓冲仓有一个闸门关闭信号没有，定量仓闸门不会打开，原因是如果定量仓闸门能打开，计量就不准确，有可能一节车装很多，严重会造成车厢损坏或向车厢外撒煤造成事故。4、闸门与装车溜槽之间的闭锁关系。装车溜槽装载位置信号没有，定量仓闸门不会打开；装车溜槽的最高位信号没有返回时，装车溜槽不能左右移动。1-2 装载系统的工作原理在生产中，装车

26、过程必须是连续定量自动动态的，才能保证生产效率。装载系统是由缓冲仓、定量仓、液压系统、闸门、装车溜槽等组成。缓冲仓最大容积是300吨，定量仓容积100吨。缓冲仓底部有8个闸门，定量仓底部有2个闸门，每个闸门的开关位置都装有接近开关，通过这些开关将闸门的状态信息反馈给PLC处理器，处理器根据这些信息，按控制程序给相关的电磁阀输出信号，电磁阀动作驱动液压油缸，从而打开或关闭闸门实现装车自动控制。具体控制过程是：操作员启动胶带运输机和给煤机后，列车开始对位装车；操作员根据车皮型号确定所装吨位，在称重二次仪表上合理设置参数；当列车到达装车位置后，且缓冲仓内的物料料位已达到合适的位置（可装2-3节车皮）

27、时，操作员开启液压泵，通过控制手柄放下（或移动）装车溜槽至装载位；按下“开始装车”按钮，装载系统按照设置参数开始配料，缓冲仓所有闸门全部打开，待定量仓的煤量达到二次仪表里第一个参数设定值时，其中4个闸门关闭，当达到第二个参数设定值时，再关闭3个闸门，达到第三个参数设定值时，最后一个闸门关闭，配煤完成；同时操作盘上的蜂鸣器响，卸料闸门打开按钮指示灯亮，提示操作员装车就绪，此时，操作员可以按下卸料闸门开按钮开始装车，等定量仓煤放空后，卸料闸门自动关闭，开始下一节车的配煤，与此同时列车向前行驶带过两车厢之间的空档距离，当下一车厢到达装载位时，配料完成可进行再次装车；如此循环便实现了连续定量自动装车。

28、3.1.2 液压泵的控制原理装车系统的动力源是液压系统，而这动力是由电机带动液压泵来提供的，所以液压泵工作的正常与否直接影响装载系统，乃至整个装车自动系统的正常运行。装车系统的液压泵有过载、低油位保护。过载保护是由热过载继电器来实现的；低油位保护是通过低油位开关动作报警来实现的，低油位开关的工作原理是利用液体的浮力和电磁感应原理工作的，当油位达到系统规定的液位时，电磁浮子远离感应区，其辅助节点断开。系统液位下降时，电磁浮子也随着下降，逐步接近感应区，当系统液位下降一定位置时，电磁浮子到达感应区，其辅助节点闭合，使PLC柜中的一个延时继电器（RLO）吸合，其辅助节点断开，控制电路断开，液压泵停止

29、运行。同时给输入模块一个返回信号，在计算机屏幕上报警，提示装车员注意，及时检查系统的某个位置漏油，并通知检修工立即处理。装车系统液压站还装有压力继电器和温度传感器，压力继电器是监测系统压力，如果装车系统压力过低，压力继电器辅助节点闭合，给输入模块一个返回信号，系统报警提示装车员注意。图3-1是液压泵的控制原理图。从图上看出，停止液压泵有两种方法，一种是操作员在操作盘上按停止按钮，另一种是在就地控制箱上按停止按钮。就地控制箱上装设启动、停止按钮是为了便于巡视工在巡视过程中一旦发现问题，能够立即停泵，避免事故进一步扩大造成不必要的损失，同时也方便检修工检修。我们还可以从控制原理图上得知，两台液压泵

30、不能同时工作，互相闭锁，以避免系统压力过大，损坏液压管道和其他设备。另外，根据多年生产中总结的经验，后来新增加了一种保护，就是在图上的操作盘停止按钮两端并接了装车溜槽存放位置开关的一对常闭节点，这样只要装车溜槽不在存放位置，操作员在操作盘上停不了液压泵，时刻提醒操作员装完车后或不装车时，一定要将装车溜槽移到存放位置。图3-1 液压泵控制原理图3.1.3胶带输送机的控制原理快速装车系统所使用的胶带输送机驱动电机是高压电机，有6KV和10KV两种，这两种控制原理是相同的，从图上可以看出，胶带输送机不论在集中还是在就地启动、停止都受远程PLC控制。在具备启车的条件时，操作员在集控室发出启动胶带机指令

31、，本地PLC通过远程通讯连接，按照编制好的程序，使远程PLC的输出模块（或SDN模块）控制高压驱动电机配电柜内的电气元件来实现高压真空接触器的分合闸，即胶带输送机的启动和停止。胶带输送机有打滑、跑偏、拉绳及防胶带纵向撕裂保护，还有高压柜里过流、欠压保护，此外，还有溜槽堵塞开关闭锁保护。胶带输送机在启动时，上述各种保护除了轻偏报警外，其余的任意一个报警胶带输送机就不会启动运行的；在胶带输送机运行过程中，除轻偏（只报警不停车）外，任何一个保护开关动作后，胶带输送机就会停止运行。岗位工在胶带输送机运行过程中，如果发现有异常情况需要紧急停车，可以拉拉绳开关和扳动跑偏开关到重跑偏位置来停胶带输送机，待胶

32、带输送机停止运行后，向操作员和调度室汇报说明原因，这样在胶带输送机发生一些恶性事故（撕裂、胶带输送机严重跑偏等等）时，能最大程度降低损失，避免事故扩大。3.1.4 给煤机的控制原理如图3-2所示是给煤机的电气控制原理图。给煤机的所有返回信号（其中包括断路器辅助节点、热元件返回信号、零序电流返回信号、运行返回信号、就的返回启动、停止信号）全部接入输入模块，给煤机的集中、就地启动都受到PLC程序的控制。具体运行过程：在集中控制时，操作员启动胶带输送机，然后在计算机屏幕上选中要开启的给煤机，所选中的给煤机就开始运行，如果给煤机出现故障，操作界面就发出报警，提示操作员注意，故障信息就会在报警列表中反映

33、出来；就地运行时，运转工按就地启动按钮，处理器检测到启动按钮的返回信号，就给输出模块发出指令，输出模块的输出点动作，给煤机控制接触器吸合，给煤机开始运行。给煤机与胶带输送机之间存在闭锁关系，胶带输送机不运行，给煤机就不能开启，胶带输送机运行是给煤机运行的先决条件，这样可以避免压死胶带输送机的事故。装车系统在自动或半自动模式下运行时，给煤机的启动、停止还受到缓冲仓料位信号的控制，就是说当缓冲仓的煤量达到总容积的70%（180吨）时，给煤机自动停止运行；待料位降至50%以下之后，给煤机重新开启。这样就避免缓冲仓发生满仓、防堵开关动作后造成的重负荷停车，否则就会影响正常的装车作业，当胶带上的煤量过大

34、时，防堵开关来不及动作，还会造成胶带输送机非工作面返煤，损坏相关设备，使事故进一步扩大。图3-2 给煤机的电气控制原理图第二节 控制系统的结构与性能3.2.1 装车自动控制系统的结构及其主要功能 该系统主要由控制计算机、装载系统PLC、操作盘、运输给料系统远程PLC、打印报表计算机组成。控制计算机：它是装车自动控制系统的重要组成部分，是装车员操作整个系统的工具，其操作系统一般是WINDOWS2000，因为WINDOWS2000稳定性、可靠性比其他操作系统高。其中装有RSLogix编程、RSView32图形、RSlinx通讯软件，RSLogix编程软件是用来编制装车自动控制系统控制程序，控制机电

35、设备运行，以达到快速装车的目的；RSView32图形软件是用来绘制装车自动控制系统控制画面，操作员可以通过画面上的功能键和屏幕切换按钮在计算机屏幕上选择和启动、停止运输给料系统的皮带和给煤机，以及防冻液自动喷洒站的喷洒设备。还可以从计算机屏幕上看到装车自动控制系统的运行情况，如胶带机上给煤量的大小、胶带机各类保护动作与否、缓冲仓和称重仓的煤位高低、各闸门的开关位置、液压系统的压力及油温等等信息，方便于操作员掌握系统运转状况并及时发出指令。装载系统PLC柜：该PLC主要控制装载系统的各个电磁阀、采集各种限位开关的返回信号，监测装车系统的煤位高低，液压系统的油压、油位等等。组成部分有电源模块、处理

36、器、输入模块、输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、缓冲仓料位计。电源模块为整个机架提供电源；处理器是整个自动控制系统的心脏，它收集装车自动控制系统中各种传感器的返回信号及操作员发出的指令，并根据这些信息经过分析处理，然后控制输出模块的输出点，驱动相关设备运行和停止。每块输入模块有16个控制点，分别采集16个返回信号；每块输出模块也有16个控制点，分别控制16台设备的启动和停止；模拟量输入模块负责采集缓冲仓料位计和称重传感器的模拟量信号；缓冲仓料位计是实时监测缓冲仓内的贮煤情况，从而通过程序控制给煤机的启动和停止。操作盘：是操作员实现快速装车的控制台。主要部件有称重二次仪表、溜槽四位操作手

37、柄、装车系统运行方式选择开关、1#、2#液压泵的选择和启停开关、检修时用的排放料开关、装载系统启停按钮、装载系统急停按钮及特殊功能键。称重二次仪表用来设置称重仓的配料量，四个参数值可控制配料闸门的动作；四位操作手柄控制装车溜槽上、下、左、右移动，根据不同车型可不断改变溜槽的高低位置，以保证装车质量；装车系统运行方式选择开关可使系统处于“半自动”运行方式或“手动”运行方式，“半自动”运行方式下，各设备间存在闭锁关系，“手动”运行方式下，部分设备间的闭锁关系不存在，此方式主要用于检修；装载系统急停按钮是在遇到突发状况时使用的，在系统故障或发生人身伤害时，按下后，液压系统的所有设备均停止运转，可防止

38、事故的进一步扩大。给料系统远程PLC：控制整个运输给料系统的设备运行。其中安装有电源模块、远程适配器、输入模块、输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块。输入模块采集给料系统胶带输送机的跑偏、拉绳、打滑、防撕裂、电机过流、电源、漏电保护和给煤机的过流、电源、漏电保护等电气元件的返回信号，然后由程序发出报警或停机指令；输出模块控制给料系统胶带输送机和给煤机的启动、停止；模拟量输入模块采集皮带秤的信号，最终显示在集控操作的组态画面中。3.2.2 处理器的结构和功能 图3-3是处理器的前面板。从图上可以看到有开关、指示灯、接口。下面就将这些做一简单介绍。1、钥匙开关（Keyswitch）是用来选择处

39、理器运行方式，它有三个位置可以选择： 编程方式（PROG）：在此方式下，处理器不运行程序，输出模块没有输出，设备也就不会运行。此时可以创建、修改、删除、保存梯形图文件程序、SFC和数据文件，也可将程序保存到EPROM模块之中； 运行方式（RUN）：在此方式下，处理器运行程序，输出模块有输出，设备也就会按程序运行。此时不可以创建、删除程序和数据文件； 远程运行方式（REM）：在此方式下，处理器运行程序，输出模块有输出，设备也就会按程序运行。此时不可以创建、删除程序和数据文件；2、电池指示灯（Battery Status Indicator）：显示处理器电池电量，指示灯不显示，表示电池电量充足；指

40、示灯显示红色，表示电池电量不足，应更换电池。3、强制状态指示灯（Force Status Indicator）：指示灯不显示，表示程序里没有强制，反之，有强制。4、处理器运行/故障指示灯（Processor Run/Fault Status Indicator）：指示灯显示绿色，表示处理器运行正常；指示灯显示红色，表示处理器运行失败。5、通信指示灯（Channel 0 Communication ANCTIVE/FAULT Status Indicator）：指示灯不显示，表示通道0没使用；指示灯显示绿色，表示通道0使用。6、通道指示灯（Channel Communication Status

41、 Indicator）；原理同上。7、EPROM安装位置图3-3 处理器前面板3.2.3 操作盘的功能图3-4是操作盘的外观正面图。从图上可以看出该操作盘由定量仓称重传感器二次仪表、装车系统运行方式选择开关、1#、2#液压泵起停开关、检修时用的排放料开关、 装载系统的启停按钮、缓冲仓闸门手动配料按钮、卸料闸门开、关按钮、装载系统紧急停车按钮、剩余重量/手动打印、重读重量、跳过这节车皮特殊功能键。图3-4 是操作盘的外观正面图定量仓称重传感器二次仪表是装车自动控制系统计量的核心设备，他直接确定一节车厢所装煤的重量，使用前，必须经过地方计量部门校验，校验准确后地方计量部门颁发检验证书，然后方可投入

42、使用。其内部有许多与计量有关的参数（如传感器的特性曲线、校验砝码的重量等等），这些参数任何人不得改变，以保证计量的准确性。操作员唯一能改变的参数是有关装车配煤的四个参数，这几个参数设置的合理性直接影响配煤速度，从而影响装车速度。运行方式选择开关：系统有三种运行方式，分别是自动、半自动、手动。当选择自动方式时，装载系统和给料系统都按控制程序运行。装车前操作员将胶带输送机瞬时运煤量参数、装车节数、每节装煤量、该列总的装煤量参数输到计算机中，按启车按钮，胶带输送机和给煤机自动启车，待装完时胶带输送机和给煤机自动停止。运行过程中的煤量控制，由计算机根据皮带称返回信号随时调节计量给煤机的下煤量，以保证胶

43、带输送机上的给煤量保持事先确定的给煤量，胶带输送机和给煤机之间存在一定的闭锁关系；半自动运行方式，操作员在计算机屏幕上按启车按钮，胶带输送机按逆煤流方向依次运行，胶带输送机正常运行后，操作员在计算机屏幕上点击给煤机后，给煤机运行，此时，胶带输送机上的瞬时给煤量不是自动调节的，只能靠操作员在计算机屏幕上调节计量给煤机的下煤量或停止给煤机，胶带输送机和给煤机之间存在一定的闭锁关系，待装完时操作员在计算机屏幕上按系统停止按钮，停止胶带输送机和给煤机；手动方式：在此方式下操作员在计算机屏幕上不能启动胶带输送机和给煤机，运转工在现场通过按就地按钮启动和停止胶带输送机和给煤机，胶带输送机和给煤机之间不存在

44、任何闭锁关系。同时装载系统不自动配料，操作员只能通过按操作台上相应的功能按钮装车，此时装车质量和数量都不十分准确。装载系统启动、停止按钮：在自动、半自动运行方式下，此两个按钮功能是在液压泵运行后，启动（停止）配料系统工作，也就是说缓冲仓闸门打开，按称重传感器二次仪表设定的数量开始（停止）向定量仓配煤。定量漏斗门开、关按钮：在自动、半自动运行方式下，装车溜槽在装载位置时，操作员按打开（关闭）按钮，打开（关闭）定量仓闸门，装载系统开始（停止）向车厢卸料；在手动运行方式下，打开按钮是点动的，就是说操作员按住该按钮定量仓闸门打开，松开按钮不管料是否卸完定量仓闸门自动关闭。缓冲仓闸门手动卸料按钮：不论在什么运行方式下，操作员按住“全部闸门”按钮，缓冲仓所有闸门都打开，松开按钮闸门自动关闭；操作员按住“闸门1”按钮，缓冲仓闸门1打开，松开按钮闸门自动关闭。这两个按钮是在缓冲仓向定量仓配煤的数量不够时使用，一般情况不使用。重读称重按钮：在自动、半自动运行方式下，定量仓进煤的重量超过称重传感器二次仪表设定的重量时，操作员当装够一车厢煤时，按定量仓闸门“关闭”按钮，这样定量仓还存一定重量的煤，此时控制程序认为定量仓里的煤没卸，装车系统就不会自动配煤，此时