基于一种新型定位技术的镍铁工艺热料输送无人值守系统.docx

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基于一种新型定位技术的镍铁工艺热料输送无人值守系统

一、行业背景

目前，我国大多数镍业企业在焙砂工艺环节，行车的运行与料罐的起吊过程仍旧采用落后的人工操作方式——即目测工作方式，多人协调，需要大量的操作人员完成同步工作。

人工对话，并通过人工指挥手动操作控制设备运行。

这种方式存在很多安全隐患：

整个作业过程定位与控制操作仅凭人工经验操作，不仅没有提高工作效率，反而增强工作的难度，并且准备工作时间长，生产效率低，受诸多人为主观因素的影响会使误差增大，导致错误；若机车未准确定位联锁，或准备工作未作好就开始工作，就会产生重大生产事故。

且现场粉尘很大，长期的在这种环境下工作，不仅现场工人的视线受阻导致人工对话受到影响，而且工人身体健康受到严重的威胁。

因此，在此工艺上实现全自动无人值守操作，对于企业的安全生产、提高产品质量和生产以及经济效率、提高生产管理水平有着迫切的需求。

我公司依据具有国际专利和自主知识产权的格雷母线技术，成功解决了这一问题。

二、系统描述

本系统的主要功能是对行车进行自动控制，实现自动抓取料罐、自动加料、自动放回空罐这一循环生产过程。

该自动控制系统的所有操作都在上位机画面上进行，整个生产过程可在上位机实时监控。

该系统的控制方式分为HMI手动和自动两种方式。

上位机画面上主要有以下功能：

行车位置显示（X、Y、Z三个方向）、各料罐重量显示、行车的自动和手动操作、急停和故障复位、故障查询、使用人员管理与登录报表、生产报表、料罐坐标设置。

井下运罐车实现自动走型和自动取料，并和行车以及液压纠偏装置实现联锁控制，保证整个系统可以在无人操作的情况下实现自动运行。

三、系统特点

1、精确定位功能

系统可实现行车精确定位运行到指定挂钩和脱钩位置，整个定位过程无需人工操作，提高作业效率。

且多罐区可以在特殊情况下混合使用，即当其中一台行车需要检修时，可以调用相邻行车来临时兼顾这个工位的加料工作。

2、自动挂钩、脱钩功能

系统中通过高精度拉力传感器以及利德公司自主研发的专用吊具，可实现行车对料罐的自动挂钩和脱钩，整个挂钩过程可自动完成，包括吊具触罐到位自动下降停止，吊具下降到位自动上升挂钩，挂钩到位自动停止上升等自动化过程。

3、遥控控制功能

系统选用进口无线控制接收与发送装置，可通过无线控制器控制任一台行车的运行动作。

4、交互式人机界面控制功能

在使用中，可以通过操作计算机按键或输入相关控制及地址信息，实现对行车的控制，人机互动，操作员可以灵活选用控制方式，实现对多台行车的控制。

5、手动/自动控制功能

系统可实现手动、自动控制方式任一选择控制，通过操作台选择按钮可实现多台行车自动同步控制，也可实现手动控制单台或多台行车，保证系统运行安全可靠。

手动控制：

在控制室操作台上安装有手柄和选择开关，通过手柄和选择开关可控制单台或多台行车的各种动作；也可通过无线遥控装置在任何位置控制单台或多台行车的手动控制。

自动控制：

利用格雷母线定位系统，通过主控计算机，可实现所有行车的自动走形和定位，全过程自动完成。

6、安全保障功能

本系统采取了多项措施，加强了系统的安全性能。

当系统通讯出现故障、本系统会自动停止动作，并通过声光报警提醒操作人员。

四、系统组成结构

五、上位机功能

1、权限管理与登录

配置用户：

有管理权限的人员可以添加和删除授权使用的操作员、技术员等用户，并可设置各用户的初始密码。

密码修改：

当前登录人员修改自己的登录密码

注销：

当前登录人员退出登录状态

用户登录：

使用人员登录监控系统

2、主菜单

主菜单主要用于监控画面的选择

新增了行车系统增加了通讯切换功

与1#平车通讯：

按下本按扭时中间的行车取代1#行车工作。

（柜本面板上旋扭选择打到左边）

与2#平车通讯：

按下本按扭时中间的行车取代2#行车工作。

（柜本面板上旋扭选择打到右边）

取消与平车通讯：

按下本按扭时取消上两个操作。

恢复原系统工作状态。

（柜本面板上旋扭选择打到中间位）

用1号窑加2号罐区：

按下本按扭可以用中间行车从1号窑区将料提到2#区，用本功能时要确认2#区行车处于安全不干涉位。

用2号窑加1号罐区：

按下本按扭可以用中间行车从2号窑区将料提到1#区，用本功能时要确认1#区行车处于安全不干涉位。

取消跨区操作：

按下本按扭时取消上两个操作。

恢复原系统工作状态。

3、行车操作及状态显示

3.1料罐监控

该画面的主要内容为12个料罐的坐标和实时重量显示，各料罐的使用情况。

增加第三套行车后料罐坐标根据外部选择而发生变化：

1）、与1#平车通讯时显示1#罐区12个罐坐标。

2）、与2#平车通讯时显示2#罐区12个罐坐标。

3）、用1号窑加2号罐区时显示2#罐区12个罐坐标。

4）、用2号窑加1号罐区时显示1#罐区12个罐坐标。

3.2行车控制

“遥控”、“手动”和“自动”用于指示行车当前的工作状态选择情况。

只有在行车司机室选择“自动”时，才可以在画面上对行车进行远程控制，远程控制分为远程手动和自动。

主电源控制：

主要用于在“自动”方式时，对行车的主回路合闸。

限位：

用于指示行车各机构的限位动作情况。

4、行车故障显示

该画面主要显示行车的报警信息。

点击“行车历史报警”可以查看以前的报警记录，并可打印该记录。

5、行车趋势图

趋势图画面主要显示行车的位置和重量的适时与历史曲线图。

6、生产产量报表

生产报表画面用于选择查看平车和电动平车的年、月、日生产报表。

下面以行车的日报表举例说明。

该表格显示的是行车一个班组的加料情况，包括每次加料的时间和重量。

该表格自动根据上位机时间来区分班组，每个班组记录8小时的数据，每条记录均是自动生成。

用户也可以通过画面上的“设置打印时间”按钮来手动设置报表显示区间。

“打印”按钮用于打印该页报表。

年报表和月报表与此类似。

7、料罐车操作及状态显示

该画面显示的是电动平车的工作状态，主要包括料罐的重量、平车的位置，锁紧装置的状态，操作按钮主要用于对料罐车上的罐子有无和是否有料情况进行初始化确认操作、自动运行操作、锁紧装置的远程操作、料罐车半自动运行操作、急停操作等。

这些操作只在电动平车操作面板选择“远程”时有效。

8、料罐车故障显示

与行车的故障显示类似，该画面显示的电动平车部分的故障报警记录。

料罐车趋势图

该画面主要显示电动平车的称重信号曲线，包括实时和历史两部分。

9、登录报表

该报表主要记录所有被授权的使用人员登录和注销的情况。

六、格雷母线安装方式及应用现场

格雷母线可铺设在轨道边或磨电道下，可以采用T/L型夹具安装，如图非接触间隙大，水平方向30～300毫米：

上下方向0～50毫米。