煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（模擬）開題報(bào)告 題 目煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置 自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 院（系、部） 建筑與機(jī)械工程系 年 級(jí) 2010級(jí)機(jī)制“3+2” 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生簽字 2011年11月27日聯(lián)系電話 題目來(lái)源指導(dǎo)教師推薦 自選 其它題目類別基礎(chǔ)研究 應(yīng)用研究 其它一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備 1.在圖書館查閱相關(guān)的資料進(jìn)行閱讀； 2.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索相應(yīng)的國(guó)內(nèi)外論文、期刊等進(jìn)行參考。二、選題依據(jù)粉塵污染是當(dāng)前世界公害之一。煤炭在鐵路運(yùn)輸過(guò)程中，由于列車顛簸及風(fēng)力的作用，表面干燥、細(xì)散的煤塵會(huì)揚(yáng)起或散落路面，造成了大氣中可吸入顆粒物濃度急劇升高，對(duì)

2、鐵路線路環(huán)境造成不同程度的粉塵污染，尤其是在列車高速行駛及會(huì)車時(shí)，風(fēng)力飛揚(yáng)散落的顆粒會(huì)更多，干擾了鐵路地面設(shè)備的正常使用，而且由于電纜等處沉積的煤塵自燃容易引起火災(zāi)，嚴(yán)重影響行車安全。同時(shí)，由于貨物流失，也給貨主造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。為了做好鐵路散裝顆粒貨物固化運(yùn)輸工作，保護(hù)沿線環(huán)境不受粉塵污染，確保行車安全必須研制出新型化學(xué)抑塵劑及煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置。目前，阻止煤炭散落的方法主要有機(jī)械加蓋法、蓬布遮蓋法、集裝箱專用列車法、噴灑抑塵劑法等幾種方法，抑塵劑可采用人工、機(jī)械或自行式噴灑設(shè)備車及鋪設(shè)固定管道的方法進(jìn)行噴灑作業(yè)。蘭州交通大學(xué)和北京交通大學(xué)已研制出固定噴灑設(shè)備用于運(yùn)煤列車運(yùn)行中

3、噴灑抑塵劑的工作中。除了傳統(tǒng)的抑塵方法外，一些國(guó)家在露天場(chǎng)所也嘗試采用比較新穎的抑塵方法，如水霧除塵、泡沫除塵、磁化水除塵、高壓水除塵以及人工降雪除塵等。但是，這些除塵方法所需設(shè)備費(fèi)用較高以及技術(shù)不成熟而使其推廣應(yīng)用受到一定的制約?，F(xiàn)有的抑塵劑噴灑裝置，外形不美觀，在使用過(guò)程中存在操作不方便，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，抑塵劑浪費(fèi)嚴(yán)重等不足。三、選題目的煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置是在現(xiàn)有的噴灑裝置基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行改裝、創(chuàng)新，使其外形更加美觀，更改現(xiàn)有不足，在噴灑過(guò)程中能夠自動(dòng)控制擺臂，完成回轉(zhuǎn)和回位，要設(shè)有完善的流量調(diào)控系統(tǒng)、車輛之間的停噴裝置等，利用全自動(dòng)的人性化界面操作，實(shí)現(xiàn)固塵劑的自動(dòng)噴灑，適用于煤礦、

4、選煤廠等鐵路運(yùn)輸列車，可自動(dòng)向裝煤車廂內(nèi)煤表面噴灑抑塵劑, 使車廂內(nèi)煤表面固化, 在運(yùn)輸過(guò)程中不起煤塵, 從而達(dá)到保護(hù)鐵路周邊環(huán)境, 減少煤炭運(yùn)量損失的目的。四、選題要求1.煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置的控制方式要有創(chuàng)新性、可靠性；2.煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)要工作穩(wěn)定、可靠；3.煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置宜采用自動(dòng)控制噴灑功能，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，操作方便。五、進(jìn)度安排第一階段 2011年12月-2012年2月 資料準(zhǔn)備階段大量閱讀與該課題有關(guān)的資料及相關(guān)的論文，醞釀?wù)n題實(shí)施方案及相關(guān)措施第二階段 2012年3月-2012年4月中旬 初稿寫作根據(jù)開題報(bào)告及指導(dǎo)教師對(duì)課題內(nèi)容、完成形式的

5、要求得到相應(yīng)的資料及結(jié)果。及時(shí)聽(tīng)取導(dǎo)師的意見(jiàn)，完善方案措施；繼續(xù)開展研究；爭(zhēng)取有一定的成果并完成初稿接受檢查。第三階段 2012年4月中旬根據(jù)導(dǎo)師對(duì)初稿的評(píng)定結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)，以利于論文的繼續(xù)進(jìn)行。第四階段 2012年4月下旬-2012年5月定稿完成畢業(yè)論文的寫作并交導(dǎo)師評(píng)閱，根據(jù)導(dǎo)師提出的要求進(jìn)行必要修改，進(jìn)一步完善論文的攥寫。六、完成畢業(yè)論文所需條件在指導(dǎo)教師的幫助下，通過(guò)仔細(xì)查閱書籍、期刊，進(jìn)一步在互聯(lián)網(wǎng)上搜索學(xué)習(xí)與選題有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，完成對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握，并適當(dāng)進(jìn)行調(diào)研及相關(guān)實(shí)驗(yàn)等。七、主要參考文獻(xiàn)1 吳清平. 快速定量裝車站液壓系統(tǒng)的安裝和調(diào)試 J. 煤礦機(jī)械, 1997 (2).2 耿

6、德玉. 選煤廠外運(yùn)裝車站集控系統(tǒng)的研究 J . 山西煤炭, 2008 (6).3 孫三祥，常青，李杰，等. 大秦線運(yùn)煤列車煤揚(yáng)塵防治技術(shù)研究J. 鐵道學(xué)報(bào)，2006，28(2).4 壽越穗，王近近. 鐵路煤場(chǎng)揚(yáng)塵及防治J. 鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保，1996，23(2).5 張華俊，劉菲，張興凱，等. 路面抑塵劑綜述J. 勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)技術(shù)，2000，20(6).評(píng)委評(píng)語(yǔ)及其建議： 評(píng)委簽字：院（系、部）蓋章： 年 月 日泰 山 學(xué) 院 本科畢業(yè)論文（模擬）煤炭快速裝車站抑塵劑噴灑裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化 申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工 學(xué) 指導(dǎo)教師姓名、 職稱 201

7、1 年 11 月 27 日聯(lián)系電話： 摘 要隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)量快速增長(zhǎng)。在煤炭運(yùn)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，煤炭運(yùn)輸和裝車引起的揚(yáng)塵影響鐵路周邊環(huán)境問(wèn)題，一直是影響各局貨場(chǎng)及運(yùn)輸周邊環(huán)境環(huán)保問(wèn)題的主要因素。為此，大力推動(dòng)煤炭抑塵項(xiàng)目的發(fā)展，努力建設(shè)和探索運(yùn)輸與環(huán)境和諧的煤炭運(yùn)輸形式已經(jīng)得到鐵道部高度重視。目前，抑塵劑噴灑多數(shù)企業(yè)采用人工上車噴灑的全手工作業(yè)方式，其效率低下，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，同時(shí)存在各種不安全隱患。少數(shù)企業(yè)新裝了噴淋基站，但其噴灑量不能有效控制，沒(méi)有完整的數(shù)據(jù)跟蹤機(jī)制，不能對(duì)已經(jīng)作業(yè)的信息進(jìn)行查詢和共享。目前針對(duì)抑塵劑噴灑現(xiàn)狀開發(fā)出了一套全自動(dòng)抑塵劑噴灑系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以在車輛

8、行進(jìn)中噴灑，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)參與。大大提高作業(yè)效率，均勻控制噴灑流量，避免浪費(fèi)等，便于數(shù)據(jù)跟蹤和查詢，完全可以作為噴灑收費(fèi)的依據(jù)等。在鐵路煤炭運(yùn)輸過(guò)程中,吹落的煤塵不鐵路抑塵站噴灑控制系統(tǒng)是在可編程PLC控制器的信號(hào)輸入端連接與安裝在噴灑機(jī)上的測(cè)算列車車速的三個(gè)紅外光電開關(guān)；用于控制噴灑泵起動(dòng)并控制流量變頻調(diào)速器，用于轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的交流接觸器。本實(shí)用新型解決了鐵路抑塵劑噴灑自動(dòng)化的問(wèn)題，而且計(jì)量準(zhǔn)確，噴灑均勻，還避免遺漏到車廂空檔的鐵軌上。關(guān)鍵詞：快速裝車站，抑塵劑，噴灑，控制系統(tǒng)，PLCABSTRACTWith the rapid economic development, rapi

9、d growth of coal production enterprise traffic. Rapid growth in coal shipments, while transport and loading of coal dust caused by the surrounding environmental issues affecting the railway, has been the impact of the Bureau of Transportation yard and environmental issues surrounding a major factor.

10、 To this end, vigorously promote the development of coal dust project, efforts to build harmony with the environment and explore the transport of coal transportation in the form has been attached great importance to the Ministry of Railways.Currently, the majority of dust sprayed on the car companie

11、s use artificial spray the entire manual process, its efficiency is low, time-consuming, while there are all kinds of hidden dangers. Spray a small number of companies newly installed base stations, but can not effectively control the amount of spray, there is no complete data tracking mechanism, ca

12、n not have jobs to query and share information. The current status quo for dust suppressants developed a spray dust suppression agent automatic sprinkler system, this system can be sprayed in the vehicle moving, without human participation in the scene. Greatly improve operational efficiency, unifor

13、m spray flow control, to avoid waste, etc., to facilitate the tracking and data queries can be used as the basis for charges such as spraying.In the course of rail transportation of coal, the coal dust is not blown dust railway station sprinkler control system is programmable PLC controller signal i

14、nput connection and installation of the spray machine on the speed of the train measured three infrared photoelectric switches; for control of spray pump to start and control the flow frequency converter for controlling stepper motor rotating drum rotating contactor. The utility model railway dust s

15、uppressants to solve the problem of automated spraying and accurate measurement, spray evenly, but also to avoid missing gap to the car on the tracks.Key words: fast loading station, dust suppression agent, sprinkling, control system, PLC目 錄1. 引言11.1抑制鐵路運(yùn)煤揚(yáng)塵污染的方法11.2 鐵路抑塵站噴灑控制系統(tǒng)的背景和意義11.3 國(guó)內(nèi)研究概況21.4

16、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求32. 控制系統(tǒng)要求42.1 系統(tǒng)工藝要求42.2 其他要求43. 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.1 組成結(jié)構(gòu)53.2 控制功能的實(shí)現(xiàn)53.3 PLC程序63.4 控制系統(tǒng)74. 結(jié)語(yǔ)9參考文獻(xiàn)10致 謝111. 引言快速裝車站抑塵劑噴灑裝置是專門針對(duì)地面定量快速裝車站的實(shí)際情況和具體要求而設(shè)計(jì), 適用于煤礦、選煤廠等鐵路運(yùn)輸快速裝車站, 可以自動(dòng)向裝煤車廂內(nèi)煤表面噴灑抑塵劑, 使車廂內(nèi)煤表面固化, 在運(yùn)輸過(guò)程中不起煤塵, 從而達(dá)到保護(hù)鐵路周邊環(huán)境, 減少煤炭運(yùn)量損失的目的。該系統(tǒng)采用機(jī)電液結(jié)合集中控制的方式, 并在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中充分考慮了嚴(yán)寒、粉塵、濕氣大、抑塵劑腐蝕性較強(qiáng)等工作現(xiàn)場(chǎng)的

17、惡劣條件情況。該裝置以液壓站作為動(dòng)作執(zhí)行元件的動(dòng)力源, 實(shí)現(xiàn)大臂和噴頭回轉(zhuǎn)、起降、上下等功能。電氣控制系統(tǒng)采用光電傳感器、超聲波傳感器、位移傳感器等收集列車運(yùn)動(dòng)時(shí)車廂的動(dòng)作信號(hào)和抑塵劑自動(dòng)噴灑裝置執(zhí)行元件動(dòng)作信號(hào), 通過(guò)PLC 的處理轉(zhuǎn)化, 利用全自動(dòng)的人性化界面操作, 實(shí)現(xiàn)抑塵劑的自動(dòng)噴灑。1.1抑制鐵路運(yùn)煤揚(yáng)塵污染的方法在鐵路煤炭運(yùn)輸過(guò)程中,吹落的煤塵不僅對(duì)沿線的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,而且對(duì)鐵路線路內(nèi)道床、鐵路信號(hào)和接觸電網(wǎng)等設(shè)備也會(huì)造成破壞,增加維修成本,對(duì)資源也造成不小的浪費(fèi)。解決鐵路揚(yáng)塵污染問(wèn)題刻不容緩。抑制鐵路運(yùn)煤揚(yáng)塵污染的方法主要有以下兩種：1. 固體加蓋法。在貨運(yùn)列車車廂上加

18、蓋或利用篷布等遮蓋, 防止煤粉散落和吹入空氣中。這種方法雖然簡(jiǎn)單, 防塵效果較好 ,但成本較高,且操作麻煩, 完善的測(cè)速系統(tǒng)、流量調(diào)控系統(tǒng)、鉤擋識(shí)別及車輛之間。 2. 列車中煤層表面噴淋抑塵劑法。通過(guò)給列車煤層表面噴灑一層抑塵劑, 使煤層表面形成以煤塊、煤粒和煤塵黏結(jié)在一起的直徑較大的固化層, 以此達(dá)到防止揚(yáng)塵污染的效果。1.2 鐵路抑塵站噴灑控制系統(tǒng)的背景和意義 煤炭運(yùn)輸引起的揚(yáng)塵影響鐵路周邊環(huán)境，需要進(jìn)行抑塵處理。設(shè)計(jì)全自動(dòng)抑塵劑噴灑系統(tǒng)，可以在車輛行進(jìn)中噴灑，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)參與，起到抑制揚(yáng)塵，保護(hù)環(huán)境及減少運(yùn)輸煤損的作用。僅對(duì)沿線的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,而且對(duì)鐵路線路內(nèi)道床、鐵路信號(hào)和接

19、觸電網(wǎng)等設(shè)備也會(huì)造成破壞,增加維修成本, 對(duì)資源也造成不小的浪費(fèi)。解決鐵路揚(yáng)塵污染問(wèn)題刻不容緩。自從人類使用核能技術(shù)以來(lái)，放射性污染物質(zhì)的消除問(wèn)題就一直是人們所關(guān)注的世界性難題。傳統(tǒng)放射性沉降物的消除技術(shù)在適用范圍、功能、消除效果、作業(yè)效率或代價(jià)利益比上不同程度地存在這樣或那樣的缺陷，與核事故應(yīng)急或反核恐怖行動(dòng)的要求還不相適應(yīng)。目前在放射性非固定性污染物消除領(lǐng)域中，比較先進(jìn)的技術(shù)是“剝離型膜體大面積壓制去污方法”，這種技術(shù)在用于清除放射性氣溶膠或沉降物時(shí)有噴灑作業(yè)、放射性顆粒與壓制去污材料共聚膜體、膜體的剝離回收和膜體廢物的運(yùn)輸4個(gè)階段，其中完成噴灑作業(yè)階段的噴灑作業(yè)機(jī)械是實(shí)現(xiàn)壓制去污效果的重

20、要手段。針對(duì)其作業(yè)環(huán)境惡劣、電磁干擾嚴(yán)重的情況，研制出集成性高、抗干擾能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便的控制系統(tǒng)對(duì)有效地完成噴灑作業(yè)是十分關(guān)鍵的。使用抑塵劑后對(duì)改善鐵路沿線的大氣和路面污染可以起到明顯作用。1.3 國(guó)內(nèi)研究概況早在20世紀(jì)20年代,英國(guó)的學(xué)者就研究制作了一種濕潤(rùn)劑并應(yīng)用于礦井。后來(lái), 美國(guó)和蘇聯(lián)的學(xué)者及研究人員也參與了濕潤(rùn)劑的研究。20 世紀(jì)70 年代,中國(guó)一些高校對(duì)化學(xué)抑塵劑進(jìn)行了研制。近些年,抑塵劑的研究發(fā)展迅猛。目前的抑塵劑主要分為濕潤(rùn)型化學(xué)抑塵劑、強(qiáng)吸水型抑塵劑和黏結(jié)型化學(xué)抑塵劑。從成本、效果和適用范圍等方面考慮,黏結(jié)型化學(xué)抑塵劑是一種不錯(cuò)的變廢為寶的抑塵劑,在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。考

21、慮到鐵路運(yùn)輸?shù)奶厥庑?還必須研制出一種適合運(yùn)煤列車的噴灑控制系統(tǒng)。該設(shè)備應(yīng)針對(duì)鐵路區(qū)段線路的特點(diǎn),對(duì)于電力區(qū)間使用擺臂式噴灑設(shè)備,對(duì)于內(nèi)燃牽引區(qū)間宜使用龍門式設(shè)備,對(duì)列車高速行駛情況宜使用對(duì)噴式設(shè)備,對(duì)鏟車裝車情況可使用移動(dòng)車式噴灑設(shè)備。由于運(yùn)煤列車速度較快,按照噴灑要求,控制系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車和車輛車型的識(shí)別。擺臂式的還應(yīng)能控制擺臂,在噴灑過(guò)程中自動(dòng)完成回轉(zhuǎn)和回位,要設(shè)有完善的測(cè)速系統(tǒng)、流量調(diào)控系統(tǒng)、鉤擋識(shí)別及車輛之間的停噴裝置等。固定噴灑設(shè)備中擺臂式噴灑最具代表性,下面主要分析這種擺臂式防塵噴灑智能控制系統(tǒng)的可行性。1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1. 說(shuō)明 鐵路運(yùn)輸過(guò)程中，當(dāng)列車經(jīng)過(guò)噴灑設(shè)備時(shí)，

22、首先進(jìn)行雷達(dá)測(cè)速，之后根據(jù)火車速度的大小由PLC控制變頻器調(diào)節(jié)頻率，由此來(lái)控制噴灑量，使噴灑流量與車速符合鐵道部規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）根據(jù)鐵路抑塵劑噴灑控制系統(tǒng)，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)；（2）根據(jù)PLC輸入、輸出點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，確定變頻器的類型；（3）信號(hào)傳輸部分采用光電信號(hào)隔離器；（4）噴灑部分的設(shè)計(jì),儲(chǔ)夜罐到噴灑為手動(dòng)，液體檢測(cè)采用超聲波液位計(jì)，液位計(jì)采集液位，低液位報(bào)警并參于計(jì)算噴灑量，以減少流量傳感器采集誤差。噴灑泵采用變頻器驅(qū)動(dòng)，速度由PLC給定；（5）檢測(cè)部分分別由PLC采集傳感器的信號(hào)，PLC進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換后參于控制。3. 設(shè)計(jì)成果（1） 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告字?jǐn)?shù)3000-5000字；（

23、2） 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇各種電氣元件；（3） 必須有PLC輸入、輸出點(diǎn)分配的定性分析；（4） 硬件電路圖；（5） 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)，提供PLC主程序清單；（6） 1#設(shè)計(jì)圖紙2張，一張為系統(tǒng)主電路原理圖和傳動(dòng)控制電路原理圖、 一張為控制系統(tǒng)軟件流程圖；（7） 其它；2. 控制系統(tǒng)要求2.1 系統(tǒng)工藝要求(1)自動(dòng)識(shí)別機(jī)車車頭, 車頭駛過(guò)時(shí)噴灑裝置自動(dòng)旋轉(zhuǎn)90􀀁進(jìn)入噴灑位置；(2)自動(dòng)識(shí)別車廂型號(hào), 噴頭自動(dòng)進(jìn)入相應(yīng)車廂高度位置；(3)自動(dòng)識(shí)別車廂到位, 噴頭自動(dòng)開始噴灑；(4)自動(dòng)識(shí)別車廂空當(dāng), 噴頭自動(dòng)停止噴灑,噴頭外罩自動(dòng)旋轉(zhuǎn)90􀀁 , 防止漏液；(5

24、)自動(dòng)識(shí)別下一車廂到位, 噴頭自動(dòng)開始噴灑, 進(jìn)入車廂循環(huán)噴灑；(6)自動(dòng)識(shí)別最后一節(jié)車廂, 噴灑停止后噴頭自動(dòng)歸位, 噴灑裝置歸位。2.2 其他要求(1) 自動(dòng)識(shí)別車頭、車廂和空當(dāng), 并可為噴灑噴頭電磁閥打開和關(guān)閉提供信號(hào), 保證噴頭電磁閥及時(shí)開閉, 保證噴灑效果, 不浪費(fèi)液體；(2) 噴灑能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式,在自動(dòng)控制方式下能根據(jù)列車行走速度及方向進(jìn)行自動(dòng)啟、停噴灑, 并能根據(jù)情況人為改變噴灑量；(3) 噴灑支架控制。通過(guò)液壓馬達(dá)拖動(dòng)支架立柱旋轉(zhuǎn), 實(shí)現(xiàn)大臂從停放位置向左或向右90°旋轉(zhuǎn), 進(jìn)入噴灑工作位置。向左或向右旋轉(zhuǎn)由火車車頭光電信號(hào)確定。旋轉(zhuǎn)范圍180°

25、;, 液壓驅(qū)動(dòng), 工作高度滿足C62 (高3.1 m ) C80 (高3.85 m)車廂的高度, 噴灑時(shí)噴頭須接近距車廂上沿10-20 cm；(4) 噴頭升降裝置控制。噴頭升降通過(guò)變速升降油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。變速升降油缸行程可隨車廂型號(hào)的不同而自動(dòng)改變；(5) 反沖主管道通過(guò)閘閥和主管路連接, 可自動(dòng)進(jìn)行管路反沖洗；(6) 噴頭外罩可自動(dòng)旋轉(zhuǎn), 以保證噴灑液不外漏到車廂連接處的空當(dāng)；(7) 液壓系統(tǒng)泵自動(dòng)啟停, 雙泵一備一用,可根據(jù)具體情況人為切換或自動(dòng)切換；(8) 噴灑實(shí)現(xiàn)變頻恒壓控制；(9) 實(shí)現(xiàn)對(duì)噴灑過(guò)程的監(jiān)控；(10) 計(jì)量裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存、查詢、打印功能; 數(shù)據(jù)保存時(shí)間為兩年; 可手

26、動(dòng)按時(shí)間檢索, 隨時(shí)打印。3. 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用德國(guó)西門子公司PLC 為主控核心, 完成順序控制和自動(dòng)控制, 提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)配置日本富士公司交流變頻器, 實(shí)現(xiàn)抑塵劑自動(dòng)恒壓噴灑控制和多方位旋轉(zhuǎn)噴灑控制, 具有良好的控制性能和節(jié)能效果, 同時(shí)實(shí)現(xiàn)大容量水泵平滑啟動(dòng), 避免對(duì)電網(wǎng)的啟動(dòng)沖擊。3.1 組成結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)由控制柜和操作臺(tái)組成?？刂乒駷榍伴_門結(jié)構(gòu), 前門布置控制按鈕、二次儀表、操作器、報(bào)警裝置、手動(dòng)控制開關(guān)、電機(jī)運(yùn)行指示燈和電壓電流顯示儀表, 柜中安裝主控PLC 等控制部件, 內(nèi)裝刀閘開關(guān)、空氣斷路器、交流接觸器、變頻器等元件, 變頻器是電機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)和實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行的關(guān)鍵變

27、換驅(qū)動(dòng)裝置。操作臺(tái)布置控制開關(guān)、工控機(jī), 其中工控機(jī)是核心, 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控操作。抑塵控制系統(tǒng)流程圖見(jiàn)圖1。圖1 抑塵系統(tǒng)流程圖3.2 控制功能的實(shí)現(xiàn)PLC 的CPU 模塊通過(guò)專用電纜接智能數(shù)字監(jiān)控儀和工控機(jī)。CPU 模塊的輸入端接旋鈕、按鈕、接近開關(guān)和光電開關(guān)等輸入元件, 輸出端接接觸器、繼電器、電磁閥和指示燈等輸出元件。PLC的模擬量輸入模塊接溫度變送器、壓力變送器和電磁流量計(jì)等傳感器。(1) 三組紅外對(duì)射式光電開關(guān); 二組用于測(cè)車廂的進(jìn)入和離開, 發(fā)出噴液電磁閥啟、停信號(hào);一組用于識(shí)別火車頭；(2) 大臂向左或向右旋轉(zhuǎn)由火車車頭光電信號(hào)確定；(3) 噴灑電磁閥與噴頭外罩旋轉(zhuǎn)電機(jī)建立連鎖,

28、 噴灑電磁閥停, 則噴頭外罩旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)90°；(4) 接近開關(guān)用于感知旋轉(zhuǎn)大臂旋轉(zhuǎn)角度,確保大臂到位后噴灑, 無(wú)車時(shí)歸位；(5) 溫度變送器用于測(cè)量環(huán)境溫度, 它與機(jī)車類別信息共同作用自動(dòng)給出噴液量；(6) 壓力變送器用于反饋管網(wǎng)壓力, PLC 程控系統(tǒng)通過(guò)PID 調(diào)節(jié), 經(jīng)變頻器實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)速, 達(dá)到液流系統(tǒng)壓力恒定；(7) 超聲波距離傳感器用于在失電或故障狀態(tài)下發(fā)出大臂抬起信息；(8) 直線位移傳感器用于感知噴頭的具體位置, 以使噴頭位置隨車廂型號(hào)而自動(dòng)變化；(9) 超聲波流量計(jì)用于計(jì)量抑塵劑使用量,并在流量小于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)反沖洗泵, 對(duì)管路進(jìn)行反沖洗；(10) 采用

29、滿足夜間監(jiān)控要求的紅外線攝像頭, 并帶有自清掃功能, 控制室內(nèi)監(jiān)視器選用壁掛式17英寸液晶顯示器；(11) 上位機(jī)用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控操作, 其中包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定、系統(tǒng)的控制操作等。具體的畫面設(shè)計(jì): 流程畫面(流程和參數(shù)) ,運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備畫面( 電氣條件、機(jī)械條件、液壓條件) , 參數(shù)設(shè)置、操作畫面, 傳動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)控(傳動(dòng)裝置狀態(tài)、參數(shù)) , 液壓系統(tǒng)及泵站監(jiān)視畫面及故障分類報(bào)警畫面。3.3 PLC程序(1) 車頭的判斷。由于使用對(duì)射式光電開關(guān),而同一火車頭的寬度是變化的, 這樣在車頭運(yùn)行中對(duì)射式光電開關(guān)容易誤動(dòng)作, 為防止錯(cuò)誤發(fā)生, 在PLC 梯形圖編制時(shí)對(duì)車頭有無(wú)判斷增加了0.5

30、s的保持確認(rèn)。即在檢測(cè)到車頭對(duì)射式光電開關(guān)動(dòng)作脈沖的下降沿后且保持無(wú)變化狀態(tài)0.5 s后, 程序才發(fā)出大臂旋轉(zhuǎn)指令。(2) 車廂的判斷。因?yàn)橛行┸噹捕擞惺州啞⒌蹉^等副件, 為防止在兩節(jié)車廂中漏液, 使用了前后兩組相距0.4 m 的對(duì)射式光電開關(guān), 在PLC 梯形圖編制時(shí), 對(duì)前一節(jié)車箱尾端判斷是在檢測(cè)到第二組車廂對(duì)射式光電開關(guān)動(dòng)作脈沖的下降沿時(shí), 發(fā)出噴灑電磁閥關(guān)斷指令; 對(duì)后一節(jié)車箱首端判斷是在檢測(cè)到兩組車廂對(duì)射式光電開關(guān)都動(dòng)作時(shí), 發(fā)出噴灑電磁閥開啟指令。(3) 大臂的自動(dòng)調(diào)整。在不同車型下, 大臂的自動(dòng)調(diào)整采用直線位移傳感器動(dòng)態(tài)檢測(cè)控制大臂高度, 直線位移傳感器采用4 20 mA 標(biāo)準(zhǔn)

31、輸出方式, 利用PLC的A /D 轉(zhuǎn)換模塊數(shù)字化顯示大臂在線高度, 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)大臂的高度, 以滿足不同車型的需求。(4) 固化劑噴灑壓力的恒壓調(diào)節(jié)。系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫度, 自動(dòng)給出噴灑需求壓力, 將壓力傳感器輸入壓力作為反饋信號(hào), 運(yùn)用PLC 的數(shù)字PID 技術(shù),實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境溫度下噴灑壓力的恒壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。3.4 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用西門子S7- 200系列中的216高端PLC, 上位機(jī)組態(tài)軟件采用組態(tài)王128點(diǎn)6.35軟件平臺(tái), PLC與上位機(jī)通訊采用PC - PPI通訊方式; PLC 與裝車站控制系統(tǒng)通訊采用Pro fibus- DP方式, 控制采用手/自動(dòng)選擇模式。當(dāng)設(shè)備調(diào)試、或檢測(cè)元件故障、或

32、一列火車中含有不確定車皮時(shí), 操作人員可選擇系統(tǒng)手動(dòng)模式作為臨時(shí)操作, 但此操作必需是操作人員全程跟蹤; 當(dāng)設(shè)備正常時(shí), 操作人員選擇自動(dòng)模式, 系統(tǒng)可根據(jù)裝車站下傳的車型參數(shù)和環(huán)境溫度, 全自動(dòng)控制噴灑系統(tǒng)中各單機(jī)設(shè)備的運(yùn)行。與此同時(shí)上位機(jī)把含有噴液量、噴灑時(shí)間、驅(qū)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)的文件上傳裝車站控制系統(tǒng), 為實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)管理提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。當(dāng)系統(tǒng)接到裝車站下傳的車型參數(shù)和環(huán)境溫度等參數(shù)且控制方式在自動(dòng)選擇模式時(shí), 系統(tǒng)程序執(zhí)行如下操作:(1) 開啟液壓油泵, 打開大臂升降油缸電磁閥, 根據(jù)升降位移傳感器的反饋量與程序中設(shè)定的相應(yīng)車型的噴灑高度參數(shù)相比較, 使大臂高度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。(2) 開啟固化劑供給泵, 依據(jù)壓力傳感器反饋量與程序中預(yù)制的不同溫度下的壓力設(shè)定量, 運(yùn)用PID調(diào)節(jié)原理, 實(shí)現(xiàn)