快速装车系统是我国在20 世纪90 年代中期从国外引进的一种新型列车装载系统。它是以自动控制的方式快速并连续地将固体物料按预先设定的重量装载到以一定速度行进的列车中的一种高效定量装车系统。它特别适用于大型煤炭、矿山企业产品的装车外运。目前在神东煤炭公司共有7 套这样的快速装车系统。
    快速装车系统主要由给料系统、称重系统以及液压系统组成。这里主要来为您介绍一下称重系统的组成以及它的工作原理。
    1 称重系统的组成
    称重系统主要由称重仓、称重传感器、称重仪表以及校验砝码组成。
    称重仓位于缓冲仓与装车溜槽之间, 是一个独立的仓体, 完全依靠4 个称重传感器支撑于装车塔楼钢结构上。称重仓是称重系统的载荷接收部分, 接收由缓冲仓进入的物料, 最大载重量一般为100t。
    称重传感器均匀安装在称重仓中下部的四周, 直接支撑着称重仓。传感器随称重仓内物料重量的变化而相应变化,输出与称重仓内物料重量成线性比例的信号。这里采用的是美国的ARCHTECH 80210 125K 型称重传感器。这种由双端头剪切梁式称重传感器和平行双悬浮链环组合装配的传感器安装结构设计独特, 具有自我纠偏的功能, 提高了称重系统的称重精度。
    称重仪表安装在控制室操作台内。称重仪表为称重传感器提供激励电压( 直流10 V) , 接收称重传感器的信号, 经过放大、转换等处理后将称重仓内物料的重量显示到屏幕上,同时将输出的数字量( 开关量) 或模拟量信号传送到PLC, 由PLC 控制缓冲仓给料闸门和称重仓卸料闸门的打开和关闭。这里采用的是美国RICE LAKE IQplus800 型数字称重仪表。校验砝码对称放置在称重仓的两侧。它是经过国家标准鉴定的, 重量精确的标准测重设备; 平时与称重仓是分离的, 需要时通过某种提升装置将其与称重仓相连后提升, 它的重量就加到了称重仓上, 用来进行称重系统的初次校准和日常鉴定。
    2 称重系统的校准
    作为一种特殊的计量器具, 称重系统在安装完毕后, 必须进行校准后方可投入使用。通过校准来确定系统的称重量值, 使系统所指示的量值与标准量值一致, 保证称重系统的精确度。
    校准过程: 通过称重仪表后面的一个二位选择开关进入校准菜单。然后进行零点校准。零点校准时确保称重仓已完全放空, 并不受其它外力影响, 此时按下回车键, 仪表将自动生成一个数值, 零点校准完成。第3 步进行间隔值校准。提升校验砝码将其重量加到称重仓上, 在仪表的校准菜单中选择间隔校准, 按下回车键后仪表自动生成一个数值, 间隔校准完成。最后将砝码放下, 称重系统的校准完成。
    3 称重系统的工作原理
    称重传感器能够将所受外力的变化转换为电压信号的变化, 利用这一原理, 对称重系统进行校准后, 称重传感器输出的信号与称重仓内物料的重量成线性比例关系, 再经过称重仪表处理后显示物料的实际重量, 从而达到称重的目的。称重仪表一般具有2 种输出信号, 一种是模拟量, 用它来在计算机屏幕上显示重量; 另一种是数字量( 开关量) , 每一个开关量对应仪表中的1 个设定值。在实际装车过程中, 通过这4 个设定值来实现自动控制的。第1 个设定值表示第1 次关闭缓冲仓闸门的数值, 第2 个设定值表示第2 次关闭缓冲仓闸门的数值, 第3 个设定值表示完全关闭缓冲仓闸门的数值, 也就是最终装到车皮里的重量, 第4 个设定值表示空仓的数值。
    装车系统起动后, 第4 个设定点的继电器没有动作, 说明称重仓内的物料重量低于所设置的空仓量, PLC 输出开关量信号控制液压系统将缓冲仓闸门全部打开进料。当物料重量大于第1 个设定值时, 该设定值对应的继电器动作, PLC控制关闭缓冲仓的4 片闸门; 当物料重量大于第2 个设定值时, 第2 个设定值对应的继电器动作, PLC 将控制关闭缓冲仓的3 片闸门, 只留1 片闸门继续给料; 当物料重量大于第3 个设定值时, 缓冲仓闸门全部关闭。此时4 个设定点的继电器全部处于动作状态, 缓冲仓自动给料称重过程完成。现在操作人员可以手动打开称重仓卸料闸门进行装车, 随着称重仓内物料逐渐装入车皮内, 4 个设定值的继电器也依次复位。待第4 个设定点对应的继电器复位后, 称重仓内物料重量已经小于空仓重量, 表明称重仓已放空, PLC 立即控制称重仓卸料闸门关闭。等称重仓闸门关闭信号输入到PLC 模块后, 缓冲仓闸门将马上完全打开, 重复上述自动给料称重过程, 为装下一节车作准备。如此循环, 直到整列火车装完。
    4 结语
    以上介绍的快速装车系统中最为关键的称重系统。神东煤炭公司近几年煤炭产量能够连续实现千万吨跨越, 与拥有这样一种快速、高效、准确的称重系统的应用是分不开的。今后将继续采用这种称重方式, 并准备积极探索, 争取在它的国产化道路上作出我们的贡献。

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