论文部分内容阅读
【摘 要】 本文通过实际案例简要介绍了翻车机系统逻辑保护系统故障造成事故的原因，对翻车机逻辑保护系统进行相应的优化与改造，确保安全生产。通过改造我们实现了翻车机系统区域的自动化运行和监控，提高了翻车机系统的效率，提升了翻车机系统可靠性，减轻了操作人员的劳动强度，保证了设备的安全生产。
【关键词】 翻车机系统；工业电视；程控；联锁；上位机
1.系统改造原因
由于翻车机系统设备多，联锁条件复杂，行程限位点多，运行中对设备的监控需要完全依赖操作盘上的指示灯，而指示灯变化频繁，操作人员又很难有效的监控，这不利于设备的安全运行。为了加强设备的监控，一直采用就地手动操作的方式，但是这种工作方式存在着以下两点不足：一是设备操作较为分散，各单台设备的操作人员对其余设备的运行状态无法把握，对联锁条件无法全面监控；二是运行中需要四名操作人员，无法满足两台翻车机同时运行的要求。因此我们决定对翻车机系统进行改造来解决这些问题。
2 改造原因
（1）#1翻车机系统设备多，联锁条件复杂，行程限位点多，运行中对设备的监控完全依赖操作盘上的指示灯，而指示灯变化频繁，操作人员很难有效的监控，不利于设备的安全运行。为了加强设备的监控，一直采用就地手动操作的方式，这种方式存在着两点不足：一是设备操作较为分散，各单台设备的操作人员对其余设备的运行状态无法把握，对联锁条件无法全面监控；二是需要四名操作人员，无法满足两台翻车机同时运行的要求。
（2）污水泵房在设计上采用自动运行，无人值守，只是由翻车机运行人员进行定期巡检。但是在长期的实际运行中，我们发现在两台翻车机同时运行的情况下，运行人员根本无法进行有效的监控，出现故障时，无法进行及时的处理。
3.改造方案
目前，国内外较先进的控制系统一般都是由上位机PC、下位机PLC、工业电视三大部分组成。上位机负责操作界面、数据库管理，下位机负责程序逻辑，工业电视反馈现场实际运行图像，辅助监控。因此我们决定将翻车机系统在原有控制方式的基础上改造为上位机程控操作，增加一台上位机，作为翻车机系统的操作端，完成对四台设备的联锁操作。另设一台上位机作为系统工程师站，并且将它们与进行微机联网，功能上实现互为备用，同时在操作室配备工业电视，及时反馈现场的运行图像，实现对设备实时监控，保障设备的稳定运行。
4 实施过程
（1）对#1翻车机控制系统进行改造，为#1翻车机安装一台上位机，利用组态王软件来进行编程和监控，该软件在使用中非常方便，不仅可以监控程序的运行状态，而且可以进行在线编辑。通过编辑上位机，可以实时的显示各台设备运行数据，包括电流信号，各行程限位，计数限位，运行状态等，并且以动画形式显示设备实时运行位置，翻车累计及通讯状态。
（2）由于#1翻车机系统的下位机位于#1翻车机操作室，而改造后的上位机安装在迁车台操作室，因此我们需要增加1个通讯模块140NOE77101使得#1翻车机系统的下位机端与其上位机端建立通讯，并且实现了网络功能；同时增加了2个模拟量输入模块140AVI03000来采集各台电机的电流信号。
（3）将两套翻车机系统的6台变频器故障信号以及两台翻车机和两台空车调车机的电机的过热信号引入程控。这样一来，我们就可以利用上位机快速的对我们的设备状态进行检测。
（4）增设一台上位机，作为污水泵房监控和系统工程师站。对污水泵房进行改造，安装水位仪和电流变送器等辅助元件，将启停控制信号、高水位报警信号、逆止阀复位信号、水位信号引入#2翻车机PLC，纳入翻车机程控中。实现翻车的同时对污水泵房进行实时监控。可以在设备出現状况时，利用软件检测故障点，较快地处理发生的故障。
（5）在程控操作室安装工业电视系统。根据生产的实际需要，我们在程控操作室安装了10台监控电视以及矩阵控制器、画面分割器、中控器等，并且在翻车机系统和污水泵房的重要位置安装了摄像头，共26台。在设备发生紧急情况时，我们的操作人员能够及时的做出反应，将损失降低到最小。改造完成后，监控系统网内三台上位机，两台PLC采用以太网通讯方式组成局域网，网内任何一台上位机均可实现对任意一套翻车机系统的操作或污水泵房系统的监控工作，实现了全部功能的互为备用。并且我们还保留了原有的就地操作平台，方便检修时使用。工业电视系统覆盖了整个翻车机系统区域，操作人员可以通过中控台切换电视画面，实时的监督翻车过程和污水泵房的情况。
改造完成后，监控系统网内三台上位机，两台PLC采用以太网通讯方式组成局域网，网内任何一台上位机均可实现对任意一套翻车机系统的操作，实现了全部功能的互为备用，并且我们还保留了原有的就地操作平台，方便检修时使用。工业电视系统覆盖了整个翻车机系统，操作人员可以通过中控台切换电视画面，实时的监督翻车过程。改造后的翻车机系统程序集中控制流程如下所示：
（1）#1翻车机上位机PC--系统工程师站-- #2翻车机上位机PC。
（2）#1翻车机上位机PC--#1翻车机下位机PLC--#1翻车机系统--工业电视系统。
（3）#2翻车机上位机PC--#2翻车机上位机PLC--#2翻车机系统--工业电视系统。
经过改造翻车机系统最终实现了4种控制方式：
（1）调试方式通过设置就地操作台和集控程控台上的相应按钮直接控制各设备运行。这种控制方式各设备之间不存在联锁关系，但是各行程限位起作用，一般只在检修或调试时使用。
（2）就地手动控制方式通过就地操作台的相应按钮直接控制各设备运行，在此方式下设备之间的相互联锁完全保留。
（3）程控手动方式通过上位机上的相应按钮控制各设备的运行，各台设备之间联锁关系仍然保留，但只能单台设备手动操作，不能自动运行。
（4）程控自动方式通过上位机可以实现整列煤车的调车、翻卸、重新编列上空车线的自动控制。联锁条件与手动控制方式相同。但是其中有一点是无法自动实现的，即人工摘钩，并且最后一节车，仍须人工确认。
5 改造后运行效果
（1）改造后的翻车机系统的翻车效率最高可达到20节/h，减轻了运行人员的劳动强度，杜绝了人为事故的发生，提高了劳动生产率。（2）设备电气部分发生缺陷时利用上位机可以及时准确地找到故障点，大大缩短了消除设备缺陷的时间。（3）很好的实现了对污水泵房的监控，及时的掌握现场信息，保证设备安全生产。
参考文献：
（1）《机械设计手册》第二版（机械电子工业出版社）
（2）《燃料设备运行技术》（水利电力出版社出版）
（3）《翻车机电控系统使用说明书》（武汉电力设备厂）
（4）《热工检测与实用技术》（中国电力出版社）
（5）《岗位技能培训教材》（清河发电有限责任公司）
【关键词】 翻车机系统；工业电视；程控；联锁；上位机
1.系统改造原因
由于翻车机系统设备多，联锁条件复杂，行程限位点多，运行中对设备的监控需要完全依赖操作盘上的指示灯，而指示灯变化频繁，操作人员又很难有效的监控，这不利于设备的安全运行。为了加强设备的监控，一直采用就地手动操作的方式，但是这种工作方式存在着以下两点不足：一是设备操作较为分散，各单台设备的操作人员对其余设备的运行状态无法把握，对联锁条件无法全面监控；二是运行中需要四名操作人员，无法满足两台翻车机同时运行的要求。因此我们决定对翻车机系统进行改造来解决这些问题。
2 改造原因
（1）#1翻车机系统设备多，联锁条件复杂，行程限位点多，运行中对设备的监控完全依赖操作盘上的指示灯，而指示灯变化频繁，操作人员很难有效的监控，不利于设备的安全运行。为了加强设备的监控，一直采用就地手动操作的方式，这种方式存在着两点不足：一是设备操作较为分散，各单台设备的操作人员对其余设备的运行状态无法把握，对联锁条件无法全面监控；二是需要四名操作人员，无法满足两台翻车机同时运行的要求。
（2）污水泵房在设计上采用自动运行，无人值守，只是由翻车机运行人员进行定期巡检。但是在长期的实际运行中，我们发现在两台翻车机同时运行的情况下，运行人员根本无法进行有效的监控，出现故障时，无法进行及时的处理。
3.改造方案
目前，国内外较先进的控制系统一般都是由上位机PC、下位机PLC、工业电视三大部分组成。上位机负责操作界面、数据库管理，下位机负责程序逻辑，工业电视反馈现场实际运行图像，辅助监控。因此我们决定将翻车机系统在原有控制方式的基础上改造为上位机程控操作，增加一台上位机，作为翻车机系统的操作端，完成对四台设备的联锁操作。另设一台上位机作为系统工程师站，并且将它们与进行微机联网，功能上实现互为备用，同时在操作室配备工业电视，及时反馈现场的运行图像，实现对设备实时监控，保障设备的稳定运行。
4 实施过程
（1）对#1翻车机控制系统进行改造，为#1翻车机安装一台上位机，利用组态王软件来进行编程和监控，该软件在使用中非常方便，不仅可以监控程序的运行状态，而且可以进行在线编辑。通过编辑上位机，可以实时的显示各台设备运行数据，包括电流信号，各行程限位，计数限位，运行状态等，并且以动画形式显示设备实时运行位置，翻车累计及通讯状态。
（2）由于#1翻车机系统的下位机位于#1翻车机操作室，而改造后的上位机安装在迁车台操作室，因此我们需要增加1个通讯模块140NOE77101使得#1翻车机系统的下位机端与其上位机端建立通讯，并且实现了网络功能；同时增加了2个模拟量输入模块140AVI03000来采集各台电机的电流信号。
（3）将两套翻车机系统的6台变频器故障信号以及两台翻车机和两台空车调车机的电机的过热信号引入程控。这样一来，我们就可以利用上位机快速的对我们的设备状态进行检测。
（4）增设一台上位机，作为污水泵房监控和系统工程师站。对污水泵房进行改造，安装水位仪和电流变送器等辅助元件，将启停控制信号、高水位报警信号、逆止阀复位信号、水位信号引入#2翻车机PLC，纳入翻车机程控中。实现翻车的同时对污水泵房进行实时监控。可以在设备出現状况时，利用软件检测故障点，较快地处理发生的故障。
（5）在程控操作室安装工业电视系统。根据生产的实际需要，我们在程控操作室安装了10台监控电视以及矩阵控制器、画面分割器、中控器等，并且在翻车机系统和污水泵房的重要位置安装了摄像头，共26台。在设备发生紧急情况时，我们的操作人员能够及时的做出反应，将损失降低到最小。改造完成后，监控系统网内三台上位机，两台PLC采用以太网通讯方式组成局域网，网内任何一台上位机均可实现对任意一套翻车机系统的操作或污水泵房系统的监控工作，实现了全部功能的互为备用。并且我们还保留了原有的就地操作平台，方便检修时使用。工业电视系统覆盖了整个翻车机系统区域，操作人员可以通过中控台切换电视画面，实时的监督翻车过程和污水泵房的情况。
改造完成后，监控系统网内三台上位机，两台PLC采用以太网通讯方式组成局域网，网内任何一台上位机均可实现对任意一套翻车机系统的操作，实现了全部功能的互为备用，并且我们还保留了原有的就地操作平台，方便检修时使用。工业电视系统覆盖了整个翻车机系统，操作人员可以通过中控台切换电视画面，实时的监督翻车过程。改造后的翻车机系统程序集中控制流程如下所示：
（1）#1翻车机上位机PC--系统工程师站-- #2翻车机上位机PC。
（2）#1翻车机上位机PC--#1翻车机下位机PLC--#1翻车机系统--工业电视系统。
（3）#2翻车机上位机PC--#2翻车机上位机PLC--#2翻车机系统--工业电视系统。
经过改造翻车机系统最终实现了4种控制方式：
（1）调试方式通过设置就地操作台和集控程控台上的相应按钮直接控制各设备运行。这种控制方式各设备之间不存在联锁关系，但是各行程限位起作用，一般只在检修或调试时使用。
（2）就地手动控制方式通过就地操作台的相应按钮直接控制各设备运行，在此方式下设备之间的相互联锁完全保留。
（3）程控手动方式通过上位机上的相应按钮控制各设备的运行，各台设备之间联锁关系仍然保留，但只能单台设备手动操作，不能自动运行。
（4）程控自动方式通过上位机可以实现整列煤车的调车、翻卸、重新编列上空车线的自动控制。联锁条件与手动控制方式相同。但是其中有一点是无法自动实现的，即人工摘钩，并且最后一节车，仍须人工确认。
5 改造后运行效果
（1）改造后的翻车机系统的翻车效率最高可达到20节/h，减轻了运行人员的劳动强度，杜绝了人为事故的发生，提高了劳动生产率。（2）设备电气部分发生缺陷时利用上位机可以及时准确地找到故障点，大大缩短了消除设备缺陷的时间。（3）很好的实现了对污水泵房的监控，及时的掌握现场信息，保证设备安全生产。
参考文献：
（1）《机械设计手册》第二版（机械电子工业出版社）
（2）《燃料设备运行技术》（水利电力出版社出版）
（3）《翻车机电控系统使用说明书》（武汉电力设备厂）
（4）《热工检测与实用技术》（中国电力出版社）
（5）《岗位技能培训教材》（清河发电有限责任公司）