散水泥筒仓装车系统改造
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摘 要：随着国际国内船舶业务的发展，散水泥站原有固定泊位，已经无法满足现在装卸大型货船的能力。采用把筒仓货物用装散货车形式装出，再用散货车装船，这样就能摆脱泊位的限制，大型船舶就可以停靠杂货公司大泊位码头，给货主多一种选择，给公司多一份效益。
关键词：散水泥;筒仓;装车系统;改造恢复运行
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.035
1 研究背景
秦皇岛港股份有限公司杂货分公司散水泥站有水泥散货筒仓3座，充分利用原有筒仓的集、储、装优势实现多种方式作业形式，可以满足散货货主的需求。以往散水泥站的“装”主要是指装船，有固定的装船机、固定的泊位。随着国际国内船舶业务的发展，散水泥站原有固定泊位，只能停靠1.7万吨级以下的船舶，已经不能满足现在装卸大型货船的能力。由于这个原因丢失货主非常遗憾。如果能够把筒仓货物用装散货车形式装出，再用散货车装船，这样就能摆脱泊位的限制，大型船舶就可以停靠我公司大泊位码头，给货主多一种选择，给我公司多一份效益。即要求散水泥筒仓系统能装船也能装车，争取货源留住货主。
散水泥筒仓系统原有装车线是早在2003年，由于浅野作业任务的需要，由浅野公司设计安装了装车系统，使用一段时间后，因无装车任务，浅野公司场区扩充生产设备，将港口装车线的罗茨风机、电动闸板等重要设备拆回厂区自用，以后装车线一直闲置，所有装车设备皆归属浅野公司，没有交接到秦皇岛港。 经过现场实勘检测，已闲置13年的装车系统主要存在下列问题：
（1）装车罐底罗茨风机被浅野公司拆走，无此设备;
（2）装车罐出罐电动闸板被浅野拆走，无此设备;
（3）装车溜筒已经损坏;
（4）斜槽鼓风机震动、异响;
（5）中控室操作无装车程序。
只有自主把这五项问题全部解决，完成创新。才可以实现装车作业。
2 技术方案
（1）装车罐底罗茨风机被浅野公司拆走，无此设备。如果按照原来浅野的设计恢复，必须重新购置罗茨风机，网上询价大约需要10万元左右，是一笔不小的开支。经过多次到现场勘察实际情况，研究决定：由原来集仓罐底的罗茨鼓风机代替装车罐鼓风机。原装车罐底罗茨鼓风机安装位置与系统集仓接收罐罗茨风机在同一风机室，通过改变气路管道，在编写程序时调用集仓流程中的接收罐罗茨风机，就可以代替使用。装车罐罗茨鼓风机虽被拆走，还有部分充气管路残留，通过研究设计决定，在集仓罗茨风机管路加装三通、阀门、管路，与装车罐残留充气管路实现相连通，实现一个罗茨风机两种使用，即可以在集仓时给接收罐提供充气，也可以在装车时给装车罐提供充气。
（2）装车罐出罐闸板被拆走，无此设备。装车罐闸板拆走后原有的底部斜槽被破坏，控制电气箱已经锈蚀的不能使用。根据这些具体问题，经多次研究，共提出三个可供选择的方案：
方案1：根据原来图纸的设计，购买电动闸板、控制电气柜，恢复原来斜槽形状。方案2：重新设计图纸购买新型电动闸板，恢复原来斜槽形状。方案3：把电动闸板改为手动闸板，重新设计斜槽形状。
如果按照原来图纸的设计，购买电动闸板、控制电气柜、恢复原来斜槽形状所需费用得8万左右，购买、安装时间长。把电动闸板改为手动闸板，重新设计斜槽形状，虽与原系统不兼容，但有散水泥站相应的技术人员作技术上的支持，可以实现正常作业。且设计、安装时间短。原装车系统闸板虽然是电动闸板，但非中控室控制操作，是现场电气控制柜引出操作手柄由现场专门人员进行操作并在装车时协调车辆，因此选用手动闸板替代原电动闸板，在不增加人员的同时，降低成本投入。并在设计时充分考虑到人员操作的方便性、可靠性、安全性。
（3）装车溜筒已经损坏。原装车溜筒在室外经过13年的风吹雨打已经损坏，已经不可以恢复使用。要按照原来溜筒的图纸采购安装也不能满足现在大型散货车的装车需求。原设计针对车型为25吨小型罐车，目前该行业全部使用100吨左右的大型散装罐车，原位置无法满足大型散货车的长度，对接不上装物料孔，必须加长装车斜槽。
且装车溜筒安装必须有伸缩的高度，溜筒连接的斜槽也要有8°的倾斜角，原装车平台高度根本无法满足要求。通过走访矿渣粉厂等具有同类设备的单位，多方位的调查研究，经多次研究商议，提出了大胆的方案。加长装车空气斜槽，不使用装车溜筒，直接通过装车斜槽末端加装帆布套筒实现装车。施工时，在确保8°斜度的前提下将斜槽向南侧延长至装车平台边缘，并将罐底气路引至斜槽下方。在斜槽末端安装帆布套筒，实现与罐车入料口的对接。
（4）斜槽鼓风机震动、异响。该设备初期运行时故障率就较高，由于这13年一直没有使用，故而运行起来有异响、震动，不能使用。组织维修人员对该故障鼓风机进行维修，拆开设备后发现风机轴承有故障，电机绝缘不满足。由于维修工具有限，不具备拆卸大型机械设备的能力，不能进行故障维修。且购买一台新鼓风机费用较高。在这种情况下，经过现场勘察发现，通过改变原有设备气路通道，就可以找到其他风机替代这台鼓风机，实现斜槽鼓风机的作用。选中设备为罗茨风机M9207。M9207原程序中是給1#、2#仓出仓水平仓底气路鼓风的，功率为15kW，运行可靠，运行时产生风量足够两处使用。具体操作为：将原1、2号仓出仓水平仓罗茨风机M9207的充气管路加三通，加两个截止阀，其中一条气路为原位置，另一条通路加长延伸至从斗提机出口至装车罐这段斜槽底部，与原有气路管线相连接。编写装车程序时对出3#仓装车程序进行修改，需调用M9207设备PLC信号点位，并满足全部连锁关系。
（5）中控室操作无装车程序。中控室操作程序，这是整个实现装车作业的核心部分。原装车作业是在2003年开始运行，半年后就不再使用。散水泥站在2007年对中控室操作进行了升级改造，因装车系统一直没有使用，故没有编写这部分装车程序。 编写装车程序主要做了以下五步工作：
（1）对装车系统各设备站点进行统计，根据地理位置和各站点容量情况，决定在CRP-901柜和CRP-902柜增加输入、输出模块，使用RSLogix5000进行系统组态，用RSNetWorx For ControNET对网络进行保存优化。使整个的硬件环境满足改进要求;
（2）规划输入输出点的分配，并根据预先分配的点位进行硬件点的连结;
（3）在PLC程序中添加装车程序，编写装车系统的程序，赋予硬件地址意义和符号标签，以方便维护者读程序，并为编写上位机画面作好准备;
（4）使用RSView32上位机画面编程软件，根据系统状况和设备区域分配情况，绘制了装车监控画面;
（5）根据功能需要，使画面按鈕具备中控操控功能，同时使画面上装车程序的颜色根据现场设备运行情况实现实时的变化;
（6）根据装车工艺要求，调用集仓及装船系统中两台罗茨风机，编写及这部分修改程序。这部分程序的编写要求是，调用集仓接收罐罐底罗茨风机用至装车罐罐底鼓风，满足所有程序连锁和保护;调用出仓水平仓罗茨风机，将鼓风管路改造后，负责分配箱至装车罐斜槽一段的鼓风。
3 应用情况
以上五个问题现场都已经解决，我们依照行业规范相继进行了反复的试验和调试，最终顺利地完成了整个改造过程。
在装车作业过程中发现，因矿渣粉较水泥密度低，原程序中的参数设置不满足目前工况，我们根据装车作业过程中的观察及对比密度、堆积角等参数，经多次测算，对设备参数进行了修改。
4 主要技术创新点
（1）创新的思路：改变了过去单机单用的思路。过去在工业自动化控制中使用设备的思路是：一个设备提供一种使用，直接编写在中控操作程序中，管路也是直接通到所使用设备处，单机单用。通过这次创新过程的实践，改变了这个观念。通过对设备控制的一些改变，改变接通管路，改变程序，就可以实现一机多用。这样既提高设备利用率，又减少成本投入。
（2）由技术人员和职工全部完成了从工程设计、工程制作、工程安装、流程编写、硬件组态、组态优化、软件编写、系统通讯、上位画面绘制、标签制作、点对点的连结及调试等整个控制系统的制作。
（3）工艺创新：原装车系统是用于浅野仓内物料长时间没有出口安排，并在可见的未来也没有出口需求，因此安装装车系统将仓内物料装车运往厂区或本地搅拌站。出仓完毕，该套设备一直闲置。通过大胆创新，恢复装车系统，并增加装车倒运装船工艺，实现在非散水泥站固定泊位的其他大型泊位实现装船，弥补了厂区日出货量和货主运力不足的货运链短板，这一装船工艺在我港粉料装船作业中为首创。
5 效益分析
提出散水泥站实现装车作业的构想，就充分体现了港口为货主服务的理念。货主的散货生产能力有限，运输能力不足，都限制了货主实现装船的愿望。为解决这个问题，我单位提供筒仓做为储存，能保证存储质量，可以长时间积累货物直至装船需求量;集仓后出仓原来是专用装船线，固定装船机、固定泊位。固定泊位码头停泊能力较小，装船费用较高。恢复装车线出仓作业后，就能够在我公司大泊位停靠大型散货船，散货船装卸费用较低，大型船又降低了运输费用，这样就降低了货主整体运输成本，被货主所接受。这种为客户服务理念的实际应用，在我港各单位内值得推广。
散水泥站通过恢复装车系统的改造，探索了一条在工业自动化系统中单机多用的思路，通过设备管路的改造，程序编程的改造调用，就可以实现这个构想。这一方法可以在繁忙作业中的设备维修中使用，更可应用于设备改造，值得推广。
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