装车溜槽落煤点精确控制的技术方案

摘要：

煤炭装运水平是煤炭工业现代化的重要标志之一，列车高精度快速自动定量装车站集机械、液压、监控控制于一体，可解决原煤及精煤的快速定量装车问题。山东泰安煤矿机械有限公司通过吸收国外设备的先进技术，优化了其控制功能，完善了其装车性能，提高了其装车精度。在装车站设计中，由于不同车厢装车高度不同，装车溜槽落煤点的位置也会不同。而现阶段装车溜槽的升降主要靠人为控制来实现，以至于落煤点的精度存在很大偏差，最终导致装车溜槽容易与车厢相撞，从而存在很大安全隐患。为了解决这一问题，我们迫切需要实现装车溜槽落煤点的精确控制。

前言

快速定量装车机械设备包括钢结构塔架及液压平板闸门、液压装车溜槽等设备，这些设备都在PLC的控制下，由液压系统提供动力，由控制阀控制各自的液压缸来工作，它的功能是使物料从缓冲仓卸到定量仓并准确称重后装载到各个车厢中。其中装车站溜槽分为三种：摆动式装车溜槽、伸缩式装车溜槽、伸缩摆动式装车溜槽。

1.摆动式装车溜槽

固定在装车塔装车点下方，平时摆起至安全高度，装车时放下装车。其特点：与塔架密封好，污染少，可在45至75度范围内的任意位置均可装车，以适应不同车箱的装车高度，落煤点可最大限度地接近车箱，可减少料尘飞扬，降低空气污染，溜槽下部围裙下端应与车皮垂直并呈喇叭型，保证良好的平煤效果，摆动式装车溜槽的即时扬起可使装车溜槽在车厢运动的过程中做到超前放料、滞后停料。

2.伸缩式装车溜槽

平时移到装车塔一侧，装车时移到装车点下方，伸缩至最佳装车位置进行装车，适应不同的装车高度，落煤点可最大限度地接近车箱，可自动平煤。它适应不同机车的通过，减少塔架的高度。

3.伸缩摆动式装车溜槽

伸缩摆动式是在上面两种装车溜槽的特点的基础上进行优化设计，它可适应不同高度车厢，也可做到超前放料，平煤及除尘效果达到最佳。溜槽的控制方式：三种装车溜槽在程序中设定时，当不装车但溜槽处于装车车位时，控制系统将报警，以提醒工作人员；当装车系统启动以后，溜槽可以自动下放到装车位，也可以由装车员在操作台上通过操作溜槽控制手柄下放装车位；在装车过程中装车员可以通过操作溜槽控制手柄来控制溜槽的高度；当装车结束后，溜槽将自动提升到存放位。

在实际装车过程中，装车溜槽的升降主要靠人为控制来实现，以至于落煤点的精度存在很大偏差，最终导致装车溜槽容易与车厢相撞，从而存在很大安全隐患。为了解决这一问题，我们迫切需要实现装车溜槽落煤点的精确控制。

工作原理：

该项目的技术原理：装车溜槽的工作过程是，装车开始时，列车开到装车站装煤点，这时装车溜槽开始工作，要求准确快速降到指定落煤点，开始装车，车厢装满后，装车溜槽应快速准确升到指定位置，保证列车安全通过，而不发生碰撞。以前装车溜槽升降的设计主要靠人来观察以确定升降位置，存在误差大、安全性低等问题。此次设计，我们在溜槽底部加一个激光测距仪。通过相应程序控制，可以精确的知道它与车厢之间的距离，从而保证了装车溜槽快速准确升降到它需要的位置，达到了装车溜槽落煤点的精确控制，解决了由于人为因素而引起的一系列问题。

激光测距仪工作原理：激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。

若激光是连续发射的，测程可达40公里左右，并可昼夜进行作业。若激光是脉冲发射的，一般绝对精度较低，但用于远距离测量，可以达到很好的相对精度。

模拟量输出根据用户设定的检测窗口输出相应信号（4到20 mA或0到10V dc，根据型号）。开关量输出在用户设置的检测窗口内导通。可对模拟量输出设置检测窗口。

该项目的技术优势：

该项目的实施方式为本公司根据现场反复试验，根据实验数据反复论证、自主研发来完成的。

（1）所采用的由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。采用激光测距仪检测装车溜槽与车厢的距离，通过模拟量与设置点进行PID计算，由于模拟量信号为连续性信号，从而有效的提高了撞车的安全性与高效性。

（2）控制激光测距仪的模拟量模块功能强，性能价格比高，故障率很低，具有完善的自诊断和显示功能。这样既保证了系统的可靠及安全性，又由于选用了较高密度的模块而节省了投资。

（3）激光测距仪能精确的显示装车溜槽和车厢的距离，从而保证了装车溜槽快速准确升降到它需要的位置，完全实现了落煤点的精确控制，解决了由于人为因素导致的误差大、安全性能低等问题。

4.经济效益分析

目前，我公司正在积极推广该技术在装车站上的应用，已经基本上能取代现有装车溜槽升降的人为控制方式，该技术使用前景广阔，能进一步提高装车的精度和效率，并能使安全故障降到最低，为装车站自动化控制的精度要求提供了有力的保障。

4.1保证装车溜槽和车厢不会相撞，提高了设备的运行寿命，同时减轻了工人的劳动强度和工作量；

4.2进一步提高了装车的精度，杜绝了装车时的超欠载现象，减少了铁路运输费用和用户损失。

4.3提高了装车的效率，可缩短列车停留时间，减少停车费用。