本發(fā)明屬于火力發(fā)電廠翻車機(jī)空牛控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種智能的翻車機(jī)空牛全自動(dòng)控制系統(tǒng)。能夠全程自動(dòng)控制空車的運(yùn)行。

背景技術(shù)：

火力發(fā)電廠翻車機(jī)系統(tǒng)是由重車控制系統(tǒng)、翻車系統(tǒng)、遷車臺(tái)系統(tǒng)、空牛控制系統(tǒng)等組成。重車(在鐵軌上運(yùn)行的裝滿燃料的車廂)在重車線(重車運(yùn)行的鐵路線)上由重車控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)到翻車機(jī)要求的位置；翻車系統(tǒng)翻卸重車把燃料卸下，再驅(qū)動(dòng)空車(卸下燃料的車廂)到遷車臺(tái)；遷車臺(tái)系統(tǒng)先把空車由重車線平移到空車線(空車運(yùn)行的鐵路線)，再由推車器推動(dòng)空車遠(yuǎn)離遷車臺(tái)；推車器返回遷車臺(tái)，遷車臺(tái)再返回重車線，準(zhǔn)備下一循環(huán)工作程序；空牛控制系統(tǒng)接收到空車到位信號(hào)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)在空車線標(biāo)準(zhǔn)鐵軌內(nèi)專用的窄軌上運(yùn)行的類似“牛”形狀的裝置(簡(jiǎn)稱空牛)由空牛坑出來，推動(dòng)空車運(yùn)行，把空車推至要求的位置上，空牛再返回空牛坑里準(zhǔn)備下一循環(huán)工作程序；機(jī)車頭再牽引集結(jié)的空車離開燃料廠。

空牛運(yùn)行過程中，要嚴(yán)格按照信號(hào)狀態(tài)順序運(yùn)行，運(yùn)行速度要合適，若運(yùn)行速度快，空牛運(yùn)行過程中或接觸空車時(shí)容易脫軌，易發(fā)生生產(chǎn)安全事故；運(yùn)行速度慢，生產(chǎn)效率低；控制系統(tǒng)即要保證生產(chǎn)效率最高又要空牛不脫軌的情況下使空牛運(yùn)行速度最快。

為了克服信號(hào)檢測(cè)帶來的風(fēng)險(xiǎn)，要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，保證信號(hào)正確；為了安全生產(chǎn)，當(dāng)信號(hào)故障時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)判別故障，保證空牛安全返回空牛坑；為了保證最大生產(chǎn)效率，不發(fā)生脫軌事故，采用變頻調(diào)速器(簡(jiǎn)稱變頻器)驅(qū)動(dòng)電機(jī)推動(dòng)空牛運(yùn)行；控制操作過程全部自動(dòng)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能的翻車機(jī)空牛全自動(dòng)控制系統(tǒng)，用于火力發(fā)電廠翻車機(jī)空牛控制。通過信號(hào)與處理控制器，自動(dòng)處理信號(hào)，通過程序控制，應(yīng)用變頻器控制空牛電機(jī)速度，安全可靠。過程全自動(dòng)化運(yùn)行。

本發(fā)明包括空氣斷路器與熔斷器組合裝置1、變頻器2、交流接觸器3、電源控制開關(guān)組合裝置4、DP通訊裝置5、信號(hào)與處理控制器裝置6、觸摸顯示報(bào)警屏7、控制顯示盤8、空牛前進(jìn)啟動(dòng)接近開關(guān)K0(空車到位信號(hào))、空牛前進(jìn)極限接近開關(guān)K1(空牛前進(jìn)極限位置信號(hào))、空牛返回接近開關(guān)K2(空牛前進(jìn)停止運(yùn)行返回信號(hào))、空牛停止接近開關(guān)K3(空牛返回坑中停止運(yùn)行信號(hào))、空牛停止極限接近開關(guān)K4(空牛返回坑中極限位置信號(hào))。組件連接關(guān)系如下:空氣斷路器與熔斷器組合裝置1的進(jìn)線側(cè)連接進(jìn)線3相380V動(dòng)力電源和電源N線,出線側(cè)連接到變頻器2的進(jìn)線側(cè)；變頻器2出線側(cè)連接到交流接觸器3的進(jìn)線側(cè)，交流接觸器3的出線側(cè)連接到空牛驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)空牛運(yùn)行；空氣斷路器與熔斷器組合裝置1的出線側(cè)再把控制電源連線到電源控制開關(guān)組合裝置4上，電源控制開關(guān)組合裝置4分別給信號(hào)與處理控制器裝置6、觸摸顯示報(bào)警屏7供電；變頻器2與DP通訊裝置5、控制顯示盤8相連；信號(hào)與控制處理器裝置6與變頻器2、DP通訊裝置5、交流接觸器3、觸摸顯示報(bào)警屏7連接；五路信號(hào)K0、K1、K2、K3、K4連接到信號(hào)與控制處理器裝置6上；信號(hào)與控制處理器裝置6再與輸煤中控室監(jiān)控系統(tǒng)相連。

信號(hào)與處理控制器裝置由硬件及軟件組成。硬件由CPU模塊、DP通訊模塊構(gòu)成。CPU模塊是ABB產(chǎn)品PM564-R-ETH-AC 1個(gè),供電電源為100-240ACV,內(nèi)置6點(diǎn)24VD數(shù)字量輸入、6點(diǎn)繼電器數(shù)字量輸出、2點(diǎn)模擬量輸入、1點(diǎn)模擬量輸出、集成Ethernet(以太網(wǎng))和串行通訊COM接口。DP通訊模塊是ABB產(chǎn)品CM572-DP，最大通訊速率12Mbit/s。裝置內(nèi)置信號(hào)處理與控制及通訊程序。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：信號(hào)優(yōu)化處理,剔除干擾信號(hào),保證設(shè)備正常運(yùn)行；信號(hào)源故障時(shí)，控制程序保證空牛安全返回坑中，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；電源、變頻器、電機(jī)、動(dòng)力電纜等發(fā)生故障時(shí)，實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，便于人工處理；變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)，能達(dá)到安全運(yùn)行下的最高生產(chǎn)效率；控制系統(tǒng)安全可靠、一鍵啟動(dòng)，空牛控制全自動(dòng)運(yùn)行。

附圖說明

圖1翻車機(jī)系統(tǒng)示意圖。

圖2空牛系統(tǒng)示意圖。

圖3空牛運(yùn)行時(shí)間及速度示意圖。

圖4翻車機(jī)空牛控制系統(tǒng)示意圖。

圖中，空氣斷路器與熔斷器組合裝置1、變頻器2、交流接觸器3、電源控制開關(guān)組合裝置4、DP通訊裝置5、信號(hào)與處理控制器裝置6、觸摸顯示報(bào)警屏7、控制顯示盤8。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明包括包括空氣斷路器與熔斷器組合裝置1、變頻器2、交流接觸器3、電源控制開關(guān)組合裝置4、DP通訊裝置5、信號(hào)與處理控制器裝置6、觸摸顯示報(bào)警屏7、控制顯示盤8、空牛前進(jìn)啟動(dòng)接近開關(guān)K0、空牛前進(jìn)極限接近開關(guān)K1、空牛返回接近開關(guān)K2、空牛停止接近開關(guān)K3、空牛停止極限接近開關(guān)K4。

下面將通過附圖1、2、3、4對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

遷車臺(tái)推車器推動(dòng)空車遠(yuǎn)離遷車臺(tái)，在空車線上空車能經(jīng)過的合適地點(diǎn)安裝接近開關(guān)信號(hào)測(cè)量裝置，當(dāng)空車經(jīng)過時(shí)，能發(fā)出到位信號(hào)。在空牛線上，空牛推動(dòng)空車運(yùn)行，保證空車在空車線上集結(jié)，機(jī)車頭再牽引集結(jié)的空車離開，在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b接近開關(guān)信號(hào)測(cè)量裝置，在此位置時(shí)，空牛停止推車前進(jìn)，返回運(yùn)行到空牛坑待命。在空牛線盡頭適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b接近開關(guān)信號(hào)測(cè)量裝置，防止當(dāng)空牛停止推車前進(jìn)信號(hào)故障時(shí)，空牛不停止前進(jìn)運(yùn)行，造成脫軌事故，設(shè)備損壞，空牛檢測(cè)到此信號(hào)時(shí)，強(qiáng)制停止運(yùn)行，返回運(yùn)行到空牛坑待命。在空牛坑中，空牛返回運(yùn)行的合適位置安裝接近開關(guān)信號(hào)測(cè)量裝置，此在位置時(shí)，空牛要停止運(yùn)行，待命等待。在空牛坑空牛線盡頭適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b接近開關(guān)信號(hào)測(cè)量裝置，防止當(dāng)空牛停止信號(hào)故障時(shí)，空牛不停止，造成脫軌事故，設(shè)備損壞。

控制系統(tǒng)需要安裝5路測(cè)量信號(hào)裝置。5路信號(hào)均連接到信號(hào)與控制處理器裝置中，信號(hào)與控制處理器通過程序自動(dòng)判斷處理信號(hào)。對(duì)于測(cè)量信號(hào)故障，表現(xiàn)形式是信號(hào)時(shí)有時(shí)無，信號(hào)不穩(wěn)定；信號(hào)狀態(tài)不變化，常有“1”，常無“0”，信號(hào)狀態(tài)互相矛盾。處理器實(shí)時(shí)能夠處理信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到一路信號(hào)時(shí)，通過算術(shù)平均法處理信號(hào)，處理器程序100毫秒檢測(cè)一次，測(cè)量10次，若8次(含)以上均有信號(hào)，判斷為有信號(hào)，否則判定無信號(hào)，此種程序處理，能剔除干擾信號(hào)，保證信號(hào)正常。處理器在實(shí)時(shí)處理信號(hào)過程中，程序根據(jù)生產(chǎn)過程順序狀態(tài)，能智能的判定信號(hào)源故障情況，在空牛前進(jìn)運(yùn)行過程中，空牛坑中兩路信號(hào)若有信號(hào)發(fā)出，判定此信號(hào)裝置有故障，發(fā)出報(bào)警信息，自動(dòng)控制程序先完成前進(jìn)運(yùn)行程序，在返回時(shí)，智能轉(zhuǎn)到人工干預(yù)程序，空牛控制系統(tǒng)有操作人員操作，安全返回空牛坑，保證安全生產(chǎn)。在空牛返回運(yùn)行過程中，空車線前端兩路信號(hào)若有信號(hào)發(fā)出，判定此信號(hào)裝置有故障，處理器發(fā)出報(bào)警信息，自動(dòng)控制程序能正常完成返回坑中待命，但下一循環(huán)程序不能啟動(dòng)，等待操作人員處理完故障后，在觸摸顯示報(bào)警屏上按復(fù)位按鈕，程序自動(dòng)啟動(dòng)下一循環(huán)工作。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定空牛前進(jìn)運(yùn)行速度，單獨(dú)空牛最高運(yùn)行速度,S1，保證正常運(yùn)行，不脫軌；推車時(shí)，速度高，空牛接觸空車時(shí)撞擊力大，空牛容易脫軌，要確定最高運(yùn)行速度S2，此速度下，保證空牛推車時(shí)正常運(yùn)行，生產(chǎn)效率最高；在返回坑中下坡時(shí)，速度不能高，否則容易脫軌，確定最高下坡速度S3。同時(shí)實(shí)驗(yàn)確定S1速度下，空牛前進(jìn)運(yùn)行到距離空車前3米處的運(yùn)行時(shí)間H1，同時(shí)確定此處在S2速度下，空牛前進(jìn)到前進(jìn)極限位運(yùn)行時(shí)間H2；空牛由停止前進(jìn)返回以速度S1運(yùn)行到下坡前1米處，測(cè)定運(yùn)行時(shí)間H3，再以速度S3運(yùn)行，到空牛坑極限位運(yùn)行時(shí)間H4。通過觸摸顯示報(bào)警屏輸入速度H1、H2、H3、H4和運(yùn)行時(shí)間S1、S2、S3。

在運(yùn)行過程中，信號(hào)與控制處理器程序首先判斷各種信號(hào)、變頻器、電源供電、交流接觸器、通訊等狀態(tài)。

信號(hào)不正常時(shí)，處理器通過通訊給觸摸顯示報(bào)警屏和輸煤中控室監(jiān)控系統(tǒng)顯示故障信息、要求操作人員解決故障。

信號(hào)均正常時(shí)，程序接受到空牛前進(jìn)啟動(dòng)信號(hào)K0后，信號(hào)與控制處理器通過DP通訊裝置啟動(dòng)變頻器正向運(yùn)行，設(shè)定速度S1，高速運(yùn)行，空牛從坑中啟動(dòng)前進(jìn)，運(yùn)行時(shí)間H1,隨后設(shè)定速度S2，空牛以S2速度低速運(yùn)行，同時(shí)程序啟動(dòng)定時(shí)器H5，并實(shí)時(shí)判定H5與H2大小。當(dāng)H5小于H2，能接受到空牛返回信號(hào)K2，變頻器、空牛停止,變頻器反轉(zhuǎn)，空牛返回運(yùn)行，設(shè)定速度S1,高速返回運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間H3,空牛再以S3速度低速運(yùn)行,同時(shí)程序啟動(dòng)定時(shí)器H6，并實(shí)時(shí)判定H6與H4大小。當(dāng)H6小于H4，空牛進(jìn)入空牛坑，空牛到位，接受到空牛停止信號(hào)K3，變頻器、空牛停止運(yùn)行，待命。

若在空牛以S2速度運(yùn)行，H5小于H2，空牛返回信號(hào)K2故障，不能發(fā)出信號(hào)，空牛繼續(xù)前進(jìn)運(yùn)行，直到接受到空牛前進(jìn)極限信號(hào)K1,變頻器、空牛停止,變頻器反轉(zhuǎn)，空牛返回運(yùn)行，按程序速度S1、運(yùn)行時(shí)間H3,速度S3返回空牛坑，同時(shí)程序發(fā)出空牛返回信號(hào)K2故障信息；當(dāng)空牛以S2速度運(yùn)行，空牛返回信號(hào)K2、空牛前進(jìn)極限信號(hào)K1均故障，不能發(fā)出信號(hào)，此時(shí)當(dāng)H5大于H2時(shí)，強(qiáng)制變頻器、空牛停止,變頻器反轉(zhuǎn)，空牛返回運(yùn)行，按程序速度S1、運(yùn)行時(shí)間H3,速度S3返回空牛坑，同時(shí)程序發(fā)出空牛返回信號(hào)K2、空牛前進(jìn)極限信號(hào)K1故障信息。觸摸顯示報(bào)警屏顯示報(bào)警及提示信息，要求操作人員處理，故障處理后，在觸摸顯示報(bào)警屏按復(fù)位按鈕，再按啟動(dòng)按鈕進(jìn)行下一循環(huán)程序運(yùn)行。

在空牛返回過程中，程序判定當(dāng)H6小于H4，空牛停止信號(hào)K3故障，不能發(fā)出信號(hào)，空牛繼續(xù)返回運(yùn)行，直到接受到空牛停止極限信號(hào)K4,變頻器、空牛停止運(yùn)行，同時(shí)程序發(fā)出空牛停止極限信號(hào)K4故障信息；當(dāng)空牛停止信號(hào)K3、空牛停止極限信號(hào)K4均故障，不能發(fā)出信號(hào)，此時(shí)當(dāng)H6大于H4時(shí)，強(qiáng)制變頻器、空牛停止運(yùn)行，同時(shí)程序發(fā)出空牛停止信號(hào)K3、空牛停止極限信號(hào)K4故障信息。觸摸顯示報(bào)警屏顯示報(bào)警及提示信息，要求操作人員處理，同時(shí)應(yīng)用控制顯示屏操作變頻器，把空牛運(yùn)行到原正常待命位置，故障處理完畢后，在觸摸顯示報(bào)警屏按復(fù)位按鈕，再按啟動(dòng)按鈕進(jìn)行下一循環(huán)程序運(yùn)行。

操作人員預(yù)先應(yīng)用控制顯示盤給變頻器進(jìn)行程序組態(tài)，把供電電源數(shù)值、驅(qū)動(dòng)空牛的交流電機(jī)參數(shù)輸入到變頻器的參數(shù)組中，組態(tài)變頻器參數(shù)有：模擬量參數(shù)、數(shù)字量參數(shù)、電機(jī)運(yùn)行方向參數(shù)、DP通訊參數(shù)；變頻器狀態(tài)、電源狀態(tài)、變頻器過壓、變頻器欠壓，變頻器缺相、變頻器過流、變頻器短路、電機(jī)缺相、電機(jī)過流、電機(jī)短路、電機(jī)堵轉(zhuǎn)等狀態(tài)信號(hào)參數(shù)。

操作人員預(yù)先給觸摸顯示報(bào)警屏組態(tài)，預(yù)控制按鈕、啟動(dòng)按鈕、復(fù)位按鈕狀態(tài)、詳細(xì)報(bào)警信息、狀態(tài)組態(tài)。

正常操作時(shí)，操作人員只需在空氣斷路器與熔斷器組合裝置中合上空氣斷路器，此時(shí)變頻器、電源控制開關(guān)組合裝置帶電，信號(hào)與控制處理器裝置、觸摸顯示報(bào)警屏帶電工作，變頻器初始化運(yùn)行，控制顯示盤能正常顯示和設(shè)定參數(shù)值，DP通訊裝置帶電，正常與變頻器、信號(hào)與控制處理器裝置通訊。信號(hào)與控制處理器裝置通過串行口給觸摸顯示報(bào)警屏、通過Ethernet給輸煤中控室監(jiān)控系統(tǒng)通訊，把必要的狀態(tài)信息、故障信息及提示信息在觸摸顯示報(bào)警屏與輸煤中控室監(jiān)控系統(tǒng)上顯示。正常在觸摸顯示報(bào)警屏上預(yù)控制按鈕，信號(hào)與控制處理器工作，內(nèi)置程序初始化，信號(hào)裝置正常工作、變頻器準(zhǔn)備運(yùn)行；在觸摸顯示報(bào)警屏上電源、運(yùn)行、故障報(bào)警指示燈中的電源指示燈亮；信號(hào)與控制處理器裝置控制交流接觸器開啟。按下的啟動(dòng)按鈕，變頻器運(yùn)行，空牛控制系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行。