水泥工厂预均化堆场的智能化改造方案

预均化堆场自上世纪六十年代在世界水泥工业应用以来，已在全球广泛采用，并对提高生产效率，实现工厂自动控制，减小生产的波动，提高产品的质量都作出了很大的贡献。但预均化堆场普遍存在着工作环境恶劣，粉尘污染严重，设备故障率较高等问题。因此，通过对其智能化改造来克服这些不足，对于进一步实现水泥工业由大到强的进步，实现节能降耗、绿色环保和优质高效的生产目标具有重大的意义。

一、智能化改造内容

1.1 堆取料机原有程序的改进

(1)首先要将原有堆取料机调整到自动堆取料状态，并将原有程序重新编程修改为无线传输模式。

(2)恢复各行程限位，防撞、取料电磁离合器等安全保护元件。

(3)调整俯仰、耙架液压系统速度、压力及工作行程。

1.2 在堆取料机上增加传感控制元件

(1)堆料机：修复或调换堆料机部分皮带机打滑开关、料流检测、跑偏开关、料位检测、行走距离等信号开关。增加取料机与堆料机的防撞角度限位和堆取料机之间的安全联锁。

(2)取料机：修复或调换调整取料耙架行程限位、休止角度、行走调车电磁离合器，液压系统行走速度、压力、刮板断链检测、加装测距编码器等。

1.3 增加无线控制系统

为提高智能化要求及生产运行的可靠性，在堆料机和取料机需要增加无线控制部分，包括一套工业级无线控制系统，一套视频系统，光纤转换模块，8路终端录象机，8口千兆非 管交换机，和堆取料机地面箱至中央控制室的DCS光纤。这样就可以实现堆取料机作业时的图像实时监控，图1，2分别为堆、取料机在堆料和取料时，现场传送至中央控制室的实时图像。

图1 智能化改造后侧式悬臂堆料机现场作业的实时图像

图2 智能化改造后桥式取料机现场作业的实时图像

1.4 堆料机和堆场需要增加的硬件

在预均化堆场的地面和堆料机机上需要增加的硬件部分：(1)电源控制变压器 1 个，断路器 2 个，直流电源 1个；(2)打滑开关 1个，料流检测 1个，跑偏开关2 个；(3)增加俯仰角度行程开关 3 个；(4)料位计 1个（工作检测用）；(5)PLC上 485通讯或以太 接口模块一块；(6)工业级无线控制系统1套；(7)无线视频系统1套，1个堆场配42寸显示器1个；(8)增加地面箱 1台，箱内变压器 1个，断路器 1个，直流电源 1个，1 套 PLC，EM277 通讯模块 1 个，以太 接口模块及无线接口模块各1对，OLM光电转器模块，具体以现场实际情况以安装为准。(9)地面箱到 DCS 光纤通讯电缆根据现场实际距离来而现场采购。

1.5 取料机和堆场需要增加的硬件

(1)电源控制变压器1个，断路器2个，直流电源1 个；(2)行程开关 7 个，接近开关 4 个；(3)PLC 上485 通讯或以太 接口模块 1 块；(4)工业无线控制系统 1 套；(5)无线视频系统 1 套；(6)增加地面箱 1台，箱内变压器 1 个，断路器 2 个，直流电源 1 个，1套 PLC，以太 接口模块及无线接口模块各 1 块，OLM 光电转器模块视现场实际情况确定安装；(7)地面箱到 DCS 光纤通讯电缆根据现场实际情况来采购；(8)视频系统为堆场一堆一取或一堆二取各配1个显示器。

1.6 摄像头的安装

(1)作用：摄像头配有自动清灰装置，确保现场环境的拍摄。#1摄像头主要用于观察和记录来料车左右轨道的安全运行情况；#2摄像头用于观察和记录来料时皮带上的物料情况；#3 摄像头用于观察和记录悬臂主梁安全运行状况；#4 摄像头用于观察和记录皮带机物料下料高度和堆料仓满位置。

(2)安装位置：#1，#2 摄像头分别观察和记录左右耙架取料时的落料情况，左右耙架运行速度和安全运行状况；#3 摄像头用于观察和记录右行取料物料在皮带机上的运行及取料量情况，参考修改取料行走速度；#4 摄像头用于观察刮板机落料到下料口的运行和整条刮板安全运行情况。

1.7 堆取料机无线控制和视频收发送装置的安装

侧式悬臂堆料机无线控制装置的安装位置见图3，堆料机视频接收发送 桥安装位置见图4，桥式刮板取料机视频接收发送 桥安装位置见图5。

图3 堆料机无线通讯模块安装位置

图4 堆料机视频接收发送 桥安装位置

图5 取料机视频接收发送 桥安装位置

二、结语

水泥工厂的石灰石、辅料及煤预均化堆场的智能化改造，可以采用简便有效的视频影像技术，通过无线通讯设备传输至地面箱，经过以太 无线通讯和光电交换机，将光纤信号传送至中央控制室，由中控室内实现对堆料机和取料机作业的实时监控、图象存贮、事故查阅和辅助操作，既有效的提高了预均化堆场的使用效率和控制水平，提升了工厂的生产质量和控制水平，又无需现场配备操作工人，能够改善工厂的生产环境和劳动条件。安装工业无线控制系统后，可以取消滑环、电缆、卷盘电机等，每年可以节省费用约15万左右，具有很好的经济效益和社会效益。
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