骨料生产线多点下料装车系统设计

砂石骨料装车系统牵扯到全厂的发运效率，高效的装车系统，能够降低装车时间，减少司机等待时间，改善全厂的交通状况。多点下料是指用多个下料装置同时装车，以达到快速装车的目的。多点下料一般指设计2~6个下料点，下料设备一般采用散装机、阀门等。本文详细介绍了多点下料的设计原理及设计过程，能够满足车厢长13m及以下的装车需求，基本满足市场上所有车型。多点下料能够实现快速充装，装车过程司机不需要挪车，全程中控室集中控制，自动化程度高，装车效率高，能够减少操作工人数，降低劳动强度，最终达到降低经营成本的目的。1、多点下料工艺设计多点下料+激光雷达的技术路线能够实现快速充装，是一种高效的装车工艺，能够适应市面上所有车型装车需求。以市面上常见最大车型：车身总长约17.5m、宽2.4m、高2.7m、车厢长13m、栏板高1.5m为设计基础进行多点下料设计，以适应市面上所有车型装车需求。1.1下料点的确定多点下料一般指设计2~6个下料点，太多的下料点会增加设备的投资和控制的复杂程度。下面以13m车厢为基础对4点、5点、6点下料做对比，确定合适的下料点，下料点的数量需适应8m、6m车厢。设定物料的休止角35°，下料点距车厢边缘700mm，料堆高出车厢顶部300mm，不同下料点的对比见图1。图113m车厢不同下料点对比及6点下料不同车厢长度适应情况由图1A可知，下料点越少，两个料堆的间距越大，装车后的料形越差，装车的重量越少；但在料仓直径一定的情况下，下料点越多，设备越不容易布置。下料设备一般为散装机或者颚式阀，因此，考虑到设备尺寸，下料点间距一般为2~2.5m，以方便设备布置。综上，13m的车厢选择6点下料更合理。6点下料适应13m及以下所有车厢长度，8m、6m车厢装车后效果如图1B。要满足13m车厢装车，料仓直径需大于等于15m。1.2多点下料装车工艺设计多点下料的下料设备一般采用散装机或者颚式阀。考虑到除尘问题干法生产线一般采用散装机下料，湿法线由于不需要除尘一般采用颚式阀下料。多点下料装车除尘方式可采用布袋除尘或者水除尘的方式，可见参考文献所述。其工艺流程如图2所示。图2多点下料工艺流程多点下料设备选型需要具备流量控制、故障处理、开关控制等基本功能。下料口第一道阀门采用棒条阀，棒条阀是用来调节流量，通过量的流速一般按1m/s进行选型计算。弧形阀和颚式阀是关断阀门，阀门开启装车开始，阀门关闭装车结束。电动插板阀是故障阀门，在弧形阀或颚式阀关不严时，电动插板阀强制关断，防止撒料。同时，阀门内壁需要加耐磨衬板，增加设备使用寿命。散装头上面预留除尘接口，可以接除尘管道，方便布置布袋除尘器。1.3基于多点下料一码通工艺设计多点下料是可以实现自动装车的，要想实现自动装车需要以下五步流程：（1）车辆上磅：装车楼车辆进口，红绿灯绿灯亮，车辆开入汽车衡上。汽车衡两侧的对射光栅检查车辆完全在汽车衡上，车辆上磅后，LED小屏显示车辆皮重。（2）车辆定位：车辆开到扫码箱处，司机扫码，系统验证车辆信息。激光雷达检测车厢的长宽高和车厢后挡板的坐标。根据后挡板的坐标判断车辆是否停车到位，如果停车不到位，语音会提示司机挪车，同时司机也可以根据工业电视判断下料口与车厢后挡板的位置关系。停车到位后进入装车准备阶段。（3）装车准备：根据扫描结果计算车厢的装载量，根据装载量计算下料时间。如果计算的装载量大于等于司机的预约量，以司机预约量为准。如果计算的装载量小于司机的预约量，说明司机要超载，如果强制装车的话，车厢装的太满很容易撒料，所以以计算装载量为准。（4）下料装车：打开下料设备，开始装车，装车过程中司机不需要挪车，视频监控系统实施监控装车过程，达到装载量时，下料设备停机装车完成。（5）装车完成后，扫码箱打印装车小票。同时语音提示装车完成，LED小屏显示车辆毛重，红绿灯绿灯亮，道闸抬杆，司机开车下磅，流程结束。多点下料一码通工艺布置见图3。图3多点下料一码通工艺布置2、多点下料控制系统设计自动化过程的最终目标是实现对工艺过程的优化控制。实施步骤就是首先要实现对生产过程的有关工艺参数的集中监测，实现对相关设备运行状态的监控，保证设备正常有效的运行，使生产过程能够实现稳定控制、协调运转。然后，在稳定生产的前提下，采用先进的控制技术如前馈控制、模糊控制等，实现对工业生产过程的优化。控制系统主要采用PLC进行控制，主要将现场检测控制仪表的信号和单体电气设备的运行控制信号均引入装车控制室，工艺生产过程的各项参数以及电气设备的运行状态、启停操作等都在控制系统的操作站上显示和控制。针对工艺流程的特点，本集中控制系统的主要功能是：（1）生产过程顺序控制：主要实现生产流程中生产设备的连锁保护。生产设备按照逆流程启车，顺流程停车的原则连锁启停车，缩短开停车时间，减少设备空负荷运转时间，提高工作效率。（2）当发生故障停车时，系统能根据故障停车的设备和部位，立即停止上级所有相关设备，快速地切断给料，并使后续流程相应的设备进行联锁停机处理，监控画面同时报警，待故障排除后再顺序启车。（3）对流程中的设备进行实时监控，对影响生产的主要参数进行检测报警并参与系统连锁。2.1控制系统架构介绍多点下料装车系统由操作员站、视频工作站、服务器、工业交换机、光纤收发器、光纤网络、一码通控制箱（含PLC）、下料设备控制箱（含PLC）、网线等组成。如图4所示。图4自动装车系统控制架构整个装车自动控制系统可以分为装车控制室、下料装车PLC、物流一码通系统PLC三大部分。其中下料装车PLC实现下料设备的启停及定位，物流一码通系统PLC实现物料的计量及结算，中控室实现整个控制系统的集中管理。2.2控制流程介绍多点下料自动装车系统的工作流程主要包括：车辆上磅、车辆定位、装车准备、下料装车、装车完成五个步骤。每个步骤之间的控制关系如图5所示。图5自动装车系统控制流程车辆根据入口处的红绿灯来判定是否上磅，上磅后通过光栅来判断车辆是否完全在磅上。扫码箱来确定是否进入装车准备状态，激光雷达判断车辆预约量与实际装载量的关系。激光雷达定位车厢后栏板坐标，来判断下料设备是否开启。装车完成后，扫码箱进行结算，出口红绿灯亮起，代表结算完成，道闸抬杆，车辆驶离装车位。3、结束语砂石骨料企业发运量大，对装车效率要求越来越高。多点下料能够提高装车效率，实现快速充装。采用多点下料工艺，司机不需要挪车，自动化程度高。但是，多点下料要想适应市面上常见的所有车型，对料仓的直径有最小要求。湿法线一般采用颚式阀下料，干法线通常采用散装机下料，以方便除尘管道的对接。多点下料自动装车系统具有如下特点：（1）料仓直径为15m、18m、20m、22m的成品库车间，可以采用多点下料