煤矿铁路自动装车系统的设计

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1、煤矿铁路自动装车系统的设计张冬梅王成刚（青岛理工大学通信与电子工程学院，山东青岛266033）摘要：本文对某煤矿铁路自动装车系统的改造方案、设计原理、系统软件及运行结果，进行了分析。该系统提高了装车的质量和效率，并付诸实践。对铁路煤矿安全高效生产有重要意义。关键词：自动装车DMC闭环控制TheDesignOfTheAutomaticLoading-trainSystemOnTheCoalpit’sRailwayZhangDong-mei&WangCheng-gang(Dept.ofComputer,QingdaoUniversityofTechnol

2、ogy,Qingdao,Shandong266033,China)Abstract:Inthepapertheauthorsanalysethereconstructedschema,thedesigningprinciple,thesystematicsoftwareandthecoursingresultonsomecoalpit’srailway’sautomaticloading–trainsystem,Thesystemimprovestheloading–train’squalityandefficiency,andithasbeenpu

3、ttopractice.Thissysteminrailway’scoalpithastheimportantsignificancetoproducesafelyandhigh—efficiently.Keyword:AutomaticLoading-trainDMCclose-linkcontrol1.引言我国煤矿铁路装车的现状是：自动化水平低，容易超载、欠载、装载不均匀车轴易受损，操作频繁，劳动强度大。随着煤矿的大型化和铁路运力的日趋紧张，煤矿铁路自动装车系统的改造、设计，成了刻不容缓的课题。2.某煤矿铁路装车系统改造方案2.1该煤矿铁路装车系

4、统的现状该矿洗煤厂入洗能力为300万吨／年，铁路原装车系统为单点装车系统，跨线仓，有12个装煤仓分煤种装车。装煤仓中的煤炭经给煤机至装载皮带、漏斗给车皮装煤，车皮由铁牛牵引行进(见图1)，由静态轨道衡进行计量，此设计能力为每条线1000T／H，系统为手动控制。由于该装车系统已不适应煤矿生产的要求，迫切需要改造。我们结合系统的现状和特点，据用户的要求，提出了下述改造方案。92.2系统方案采用PWM装置对铁牛行走速度进行调节的闭环控制系统，经方案比较采用：采用研华工控机，它能采集工业现场的开关量与模拟量，不但能实现PLC的所有功能，还能完成复杂算法的计算

5、功能，该方案使系统构成简单、灵活。轨道衡铁牛车皮…煤仓皮带机漏斗给煤机图1、车皮由静态轨道衡计量3.系统构成及工作原理图2、系统框图见系统框图1(486)78941026353.1系统构成1、486工控机2、操作台3、动力配电4、称重显示5、PWM变频电源6、铁牛7、位移传感8、光电开关9、工业摄像10、大屏幕监示3.1.1486工业控制计算机9选用研华486工控机，为核心控制单元，串行通信口2作为静态轨道衡的模拟量数据采集，为了不影响轨道衡的正常工作，串行口2只负责单向数据采集。485总线负责与洗煤厂计算机系统的通信，实现两大系统之间的数据传输与交

6、换。本系统利用多媒体卡采集本工业摄像头的图像信息，利用大屏幕彩色监示器显示现场的实际画面。3.1.2PWM变频调速器系统中选用富士变频调速器，其特点为调速范围宽、保护功能完善、抗干扰能力强、低频特性好。我们曾对一台45KVA的变频器进行多项测试，12Hz供电时，电动机的输出转矩下降不多，但机械特性较15Hz供电时的机械特性稍软些，这是由于电动机的电阻压降所造成，即，低频补偿力度还稍不足。从实测结果证明，采用PWM变频器对异步电动机变频调速，是可以满足铁牛类负载的要求，尤其是在10Hz以上稳定运行时更是如此。为避免电动机低速运行时发热以及谐波转矩对电动

7、机输出转矩的影响，在该系统中，采取了必要的措施，即避免了PWM变频器在10Hz以下运行。为了抑制系统干扰，采用光电隔离的输入、输出接口，实现计算机与变频器的通讯。此外，为使铁牛能迅速准确地停止，在轨道衡上，我们考虑了变频器的能量释放装置，以吸收迅速制动而产生的能量。3.2系统完成的主要功能9*计算机自动检测运动中的车皮位置和车皮的长度，控制给煤机、皮带、电动翻板的启停，实现自动换节。*计算机动态跟踪检测轨道衡的称量，结合车皮型号调整铁牛速度，并根据车皮位置计算出供料速度（控制给煤机的放煤的台数），使其均匀装载。*计算机控制装载系统进行精确供料。在轨道

8、衡最小静态计量时间下，实现高精度装载。*在列车装载结束后，实现装载皮带跑空，避免煤种污染。*自动打印及报表生