浅谈铁路自动化煤炭定量装车系统中的称量系统

摘 要：在铁路中运用自动化的煤炭定量装车体系是中国于1990年代在国外引入的一类新型的铁路装载体系。该系统是由电子装置、机械以及液压设备而构成的，于上位的计算机还有PLC控制之下，利用连续的方法把固体的散堆状物料依据预先所设定好重量进行称重工作，且装载至匀速进行中列车车厢之内的一类铁路装车体系。为了进一步对国外的先进科技进行消化吸收，有效的指示铁路部门自动化的煤炭定量装车体系组建、应用以及修理，作者对铁路中自动化的煤炭定量装车体系中称量体系实施相关的研究。

关键词：铁路；自动化煤炭定量装车系统；称量系统

中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0196-02

1 铁路中自动化的煤炭定量装车体系概述

铁路中自动化的煤炭定量装车体系是中国于20世纪的90年代在海外引入的一类新列车装车体系。其能够经过现代的自动控制工艺对固体物料快速的实施称重工作，而且依据车厢的载重把物料装载至定速进行列车车厢当中，是一类铁路装车体系。该系统尤为适合大型的煤矿以及煤炭物流单位装车运输工作。通过近30年的演化以及发展进步，已经存在多类国产铁路定量装车体系投进应用。当前，该铁路定量装车体系于国内主要是用在大型的煤炭生产单位。将计算机控制工艺和称重工艺进行结合形成了自动定量的装车体系（下面简称“装车体系”），该系统大部分是用于铁路运输单位煤炭装载的工作当中，其装车水平可以达到大于5000t/h，有着非常高的自动化能力以及工作效率，因此运用的普及率得到迅速提升。装车体系其工作方法是把散装的物料利用着预定以及不一样质量值来逐渐装进整组车每一节的车厢当中。在装车的时候，需要进行预装车会凭靠恒定不变的速度行驶，而这个装车体系会间断的把散状的物料给装进行驶车辆当中，在最终将每一节车辆的装料数量以及整列车的装料数量给出来。怎样确保装车体系称量精准，使得于煤炭运输的结算工作当中得到有效合理运用，变成了计量检测单位与装车站以及煤炭运输部门等运用企业所重视的部分。所以，是有必要在装车体系的工作原理以及结构方面着手出发，来提出可行检测措施，而且论述怎样确保称量的精准度

装车体系的工作原理：

铁路定量装车体系基本的控制思想为依照既有程序以及称量仪表输出的信号，经过对缓冲仓仓、定量仓闸门开合的控制，溜槽的升降液压部件对于煤炭的配料与称量以及卸料装车方面进行控制。利用装车基地的装车塔当做例子，其缓冲仓容积是300m3，而称量仓容积为100m3。缓冲仓的底部两对闸门，以及称量仓其底部一对闸门均为液压油缸进行驱动的，还有油缸的内部装着直线位移的传感装置。且上位机所显示闸门的位置图像数据为依照PLC采取直线位移的传感装置信号之后计算获得的。而PLC将会依照这些反馈的信号以及既有的程序，往液压体系电磁阀来发出动作的信号，来使得液压油缸的驱动闸门发生关闭以及打开，使自动化的装车得到实现。

其中的装车循环是：在列车达到装车的位置之后，并且该缓冲仓内部物料的料位已经达到适当位置的时候，其操作人员来按液压体系工作的按钮，并手动控制着装车的溜槽移动到装车位置；来按“装车”的按钮，该PLC依据配料的目标值来进行配料工作，假定配料的目标值是80t，而缓冲仓的闸门会全开，使得煤炭流进称量仓中，在称量仓煤重达至60t的时候（在称量装置上显示了60000kg），该PLC会往缓冲仓的电磁阀来发闸门关闭的信号1。而缓冲仓A、B、C、D这四个闸门当中的C与D闸门会全部关上，当称重仓达到72吨的时候该PLC关闭信号2，B闸门会关上同时A闸门关闭50%。在称量仓煤的重量达到79.5吨的时候，PLC会往缓冲仓的电磁阀发闸门关闭的信号3，A闸门将会关闭，从而配煤工作完成。PLC发出相关信号之后，闸门动作时间差不多会滞后0.5s左右，所以在A与B闸门全部关闭之后，该称量仓内部煤炭重量恰好为80t。在这个时候，称量仓上卸料就绪的指示灯和蜂鸣器会亮起，这表明了仓内部的煤炭已经称量完毕能够进行放料工作。操作人员按卸料的按钮，能够把煤炭卸进列车中。在称量仓的煤放空之后，就是称量装置读数小于等于第一个设定值（一般为300kg）的时候，PLC将会依照这个信息来发出将卸料闸门关闭的信号，在闸门关闭之后，该PLC会对缓冲仓进行控制，将闸门打开进行配煤工作，体系进到下个装车的循环。而这种循环的周而复始工作便使得自动化的定量装车工作得到实现。

2 称重系统

2.1 称重体系构成还有构造

简单来说，称量体系应该涵盖一个重量能够得到衡量的器皿，多个可以依照载荷来将信号输出，并且该输出的信号和称量载荷是线性相关称重的传感装置，一个供电与信号处理以及转换、放大电路，还有一个可以将重量显示出来人机界面的显示设备。

铁路定量装车体系当中称重体系是由称重传感装置、称量仓、校验砝码还有称重设备等多种来构成的。其中的称重仓为一个容量能够得到监测的器皿，但是称重设备为一个供给电源，显示、放大以及转换传感装置信号人机界面的设备。

经过图1能够得到，一整套的称重体系安装在装车塔中下部位置，称重装置安装于集控室的PLC柜内部，而称量仓是坐落在称重传感装置上方的，经过支架间配合连接，而校验砝码是安装于称量仓的下方位置的，经过液压使油缸提升与钢丝软连接和称量仓连接到一起。称量仓为一个孤立的悬空仓体，其接收是由缓冲仓来卸进物料，经过4称重传感装置支架悬在装车塔的钢构横梁之上。还有称量仓重量是随时得到称重传感装置监控的，伴随称量仓的重量增大，称重的传感装置输出的信号会随其发生线性增大状况。在称重之后的物料经过闸门以及溜槽卸进列车的车厢之内。而称重装置是称重传感设备供给激励电源的设备，而且也对称重传感装置反馈的信号进行接收工作，经过其内部处理装置把信号转换成物料重量的信号，而且输出至屏幕以及PLC上。PLC是經过这个信号对于缓冲仓以及称重仓的闸门开、关行为进行相关控制的。

校验砝码为用来对于称量体系精度以及现行关系实施校准工作的。砝码为重量是1t铅块，该铅块放于称量仓的两旁位置，平时与称重仓是分离的，在需进行校验的时候，液压的油缸把砝码吊起来，把砝码的重量加至称重仓之上，就能够对于体系的精度实施相关校验。砝码为经过国家的标准来检定、重量准确的测重装置，通常而言，在校验砝码质量愈接近校验衡装置量程时，校验的精度就会愈准。不过称量的砝码不宜太大，不然安装与起吊将会非常艰难。当前国内称量体系通常标配是10个质量是1000kg砝码，这基本上能够使日常的校验需要得到满足。

2.2 称重体系功能

（1）称重能力。称重传感装置可以把所受压力给转化成毫伏级的电压信号进行输出，而且输出电压信号以及受到压力的大小是线性相关的。运用这个原理，就能够对于量程内全部的重量进行称量。

（2）控制能力，指的是把称量装置输出到PLC重量信号当做控制工艺当中控制节点实施运用处理。PLC处理装置依照预先内置程序以及对控制的条件是不是满足进行判断，往液压体系输出相关的信号，对各个液压闸门的动作进行控制，使得装车体系自动装车的能力得到实现。

2.3 称重体系校准

依据国家的规定得到，称重体系于安装完毕之后还有以后每一个年头均需要通过国家的技术监督单位校准，来使得称量体系计量的精度于国家允许的误差范围之内，确保对客户供给称量报告是可信、科学与严谨的。称重体系校准为经过称重的传感装置把所受的压力给转化成毫伏级的电压信号进行输出，并且输出电压的信号与受到压力的大小是线性相关的。称重设备经过把称量仓在放空的时候电压定成“0”点，把加载10吨的砝码之后电压定成10000kg，就可以建立起传感装置输出电压和称量重量对应的关系，经过这两个点就能够确定出重量和电压间的关系直线，且直线斜率是重量和电压比例的因数。所以称量仓承载物料的重量就能够被得到准确检测。

2.4 称重精度还有影响原因

称重的精度是指的称重体系于静态状况下的精度，就是称量体系仪表的读数和被称物体的现实重量间差值。而称重的精度和装车体系称量仓的仓体的安装、设计、气象状况、支撑构造、闸门装置连接、传感设备选型以及称量仪表的选型等多方面均是相关的。在现实运用当中，称重体系的精度有可能和缓冲仓中煤炭压力的大小以及所装煤种流动性、湿度以及灰分等是有相关的。

3 结束语

自动定量装车体系为装车工艺、计算机工艺以及称重工艺结合起来的系统，称重计量的技术完备以及提升为当前货运工作发展进步的大势所趋。发挥出自动装车体系工作的可靠稳定、高效率装车以及称量精度较高等多种优点，会对于强化货源的营销是有利的。

参考文献

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收稿日期：2018-9-2

作者简介：吴大维（1984-），男，助理工程師，本科，主要从事铁路煤炭自动装车工作。