远程I_O实时监测控制箱在柳钢轨道衡自动计量中的应用.pdf

野中国制造 2025冶行动纲领的颁布与执行袁标志着以智能制造为核心的新一代信息化技术与制造业加速融合袁已成为全球先进制造业发展的突出趋势遥 钢铁工业发展到现阶段袁正处于转型升级的关键时期袁从传统的向规模要效益的扩大产能重复建设模式将逐渐转到绿色尧智能为主题的高质量发展轨道上来咱1暂遥 到2025 年袁我国的钢铁工业将基本形成产业布局合理尧技术装备先进尧质量品牌突出尧绿色智能化水平高尧全球竞争力强的发展格局袁实现向高质量发展的历史性跨越袁引领世界钢铁工业发展遥员柳钢检斤计量现状在钢铁行业大规模转型成高质量行业的整体形势下袁 柳钢集团作为我国华南尧 西南地区乃至泛北部湾经济圈的特大型钢铁联合企业袁目前拥有柳州本部尧防城港钢铁基地和玉林中金不锈钢基地三大生产区域袁随着柳钢产业规模的扩大袁多元产业的快速发展袁多基地物资转运模式的增加袁行业转型的不断推进袁各基地单独进出厂以及各基地之间互相转运的计量业务的需求越来越大袁要求的精度越来越高遥然而计量业务工作目前面临着管理模式尧人力资源尧过磅效率三方面的巨大压力遥 传统的司磅员现场作业的计量模式不仅耗费大量的人力资源袁 存在着较大的安全隐患袁而且由于人工现场操作环节多袁需要人工判断的节点也多遥例如过磅限位靠人工从现场摄像头观察所得袁存在人为操作失误以及人为作弊风险袁痛点明显袁该模式已经不再适应柳钢集团的高速发展形势袁所以建立一套能够覆盖多基地尧无人尧高效尧智能化尧拥有多重防作弊机制尧具有大数据分析功能的检斤计量信息系统势在必行遥当无人化尧智能化的检斤计量系统上线运行后袁原有的司磅人员现场过磅模式不再采用袁以机器视觉取代人工视觉的方式在提升准校验确率时袁 所涉及到的现场相关过磅辅助设备比如探照灯尧服务器尧摄像头尧激光对射等设备的开关重启控制袁也应由现场人员控制优化为远程集中操控袁既提高计量工作效率袁降低现场工作强度袁也减少人为作弊风险遥圆远程 I/O 实时监测控制箱本文主要介绍一种自行设计开发的能够提高无人值守岗位比例和自动化远程控制水平袁 减少手工操作和值守人员的远程I/O 实时监测控制箱袁能够辅助实现柳钢轨道衡远程无人值守过磅功能遥 由于冶金企业的轨道衡多为矿石尧煤尧焦炭等大宗原燃料进厂及产品出厂所使用袁因此现场环境相对复杂袁粉尘扬尘严重袁对安装于现场的设备尧设备线路提出了较高的防水尧防尘要求袁且根据现场定制化管理要求袁该控制箱应外观整洁尧结构坚固尧性能安全可靠遥 经过多次修改与选型袁最终设计出了如图 员所示的 I/O 控制箱遥圆.1 I/O 控制箱外观与电源模块该远程 I/O 实时监测控制箱渊以下简称 I/O 控制箱冤袁包括不锈钢箱体尧电源模块渊1尧2冤尧I/O 控制 DI 与 DO 模块渊312冤尧继电器控制模块渊1318冤尧接线端子模块渊1934冤遥I/O 控制箱的不锈钢箱体为整个设备系统的外在保护箱体袁箱体使用 304 不锈钢材料袁 设计尺寸为 600 mm鄢500 mm鄢150 mm袁左开门设计渊带锁冤袁下方配置 3 个防尘进线孔袁内设安装背板袁箱体背面四角开四个支架孔渊配安装支架冤袁箱体与箱门之间配置密封条袁起到隔绝灰尘袁保证内部清洁作用遥I/O 控制箱的电源模块由空气断路器渊1冤和 24 V 开关电源渊2冤组成袁提供 24 V 输入电压给 I/O 控制模块渊312冤以及与 I/O控制模块连接的继电器线圈渊1318冤的控制电源端子 a尧b遥2.2 I/O 控制模块现场数据监测功能的实现I/O 控制箱的 DI 模块渊3尧4尧5尧6冤设计连接接线端子渊31尧32尧33尧34冤上端袁接线端子下端与火车轨道衡现场的 4 组激光对射限位设备输出端相连袁 负责现场轨道衡配置的激光对射定位信号的实时接收袁4 组激光对射限位设备分别位于同一车箱的两组转向架的车轮两端空位以及该节车厢前后空位处袁 只有当 4组激光对射限位装置经遮挡触发后又同时处于未遮挡状态时袁收到限位信号的称重服务器逻辑上认为该节车厢已经停在正确的位置袁此时方可解除过磅限位锁定袁允许系统进行下一步自动过磅操作遥2.3 I/O 控制模块断电重启功能的实现I/O 控制箱的 DO 控制模块主要负责远程重启现场各类设备袁恢复其正常运行的功能遥 其中 DO4 通道渊7冤连接继电器渊13冤线圈控制电源端子 b袁作为继电器动作线圈 24 V 负极袁配合 24 V 开关电源渊2冤提供的 24 V 正极接到继电器渊13冤动作线圈控制电源端子 a袁从而控制继电器渊13冤的线圈动作遥 而继电器渊13冤的 c端子为触点常开输出端袁d 端子为触点常闭输出端袁e 端子为输远程 I/O 实时监测控制箱在柳钢轨道衡自动计量中的应用吴俊熠渊柳州钢铁股份有限公司计控所袁广西 柳州 545002冤摘要院介绍了在传统钢铁行业从规模向质量转型发展的形势下袁一种远程 I/O 实时监测控制箱在柳钢无人尧自助尧智慧计量系统轨道衡计量中的应用情况袁分析了远程 I/O 实时监测控制箱使用的重要性和必要性袁详细介绍了该控制箱的整体结构以及各模块在计量系统中发挥的作用和创造的效益遥关键词院远程 I/O 实时监测控制箱曰无人计量曰自助计量曰智慧计量曰信息化图 员陨辕韵 控制箱结构示意图远程 I/O 实时监测控制箱在柳钢轨道衡自动计量中的应用52叶工业控制计算机曳圆园圆3 年第 猿6 卷第 8 期入端遥继电器渊13冤作用为控制称重采集服务器电源重启袁故接触点常闭端子遥 d 端子下端接至常闭 OUT4 接线端子渊19冤袁e 端子下端接至 IN4 接线端子渊25冤遥 接线端子渊25冤接入 220V 电压电源火线渊L冤端袁接线端子渊19冤接入称重采集服务器电源火线端遥需要重启时袁I/O 控制模块 DO4 通道渊7冤给出电压控制继电器渊13冤线圈动作袁 常闭触点 d 断开袁 从而切断称重采集服务器的 220 V电源火线袁服务器关机遥 DO4 通道渊7冤停止给电压袁继电器渊13冤线圈复位袁d 触点闭合袁220 V 电源火线接通袁 称重采集服务器的供电恢复袁 成功开机袁 从而实现远程重启控制称重采集服务器袁在采集服务器出现故障时不再需要人工到现场干预遥同理 I/O 控制箱的 DO 控制模块 DO5 通道渊8冤配合继电器渊14冤袁同样采用以上方法控制动态车号识别服务器电源通断路袁实现远程重启控制遥 DO 控制模块 DO6 通道 渊9冤 配合继电器渊15冤袁采用以上方法控制火车轨道衡摄像头电源通断路袁实现远程重启控制遥 DO 控制模块 DO7 通道渊10冤配合继电器渊16冤袁同以上方法控制火车轨道衡硬盘录像机电源通断路袁 实现远程重启控制遥在现场过磅设备采用了远程断电重启功能后袁 既节省了人工现场干预的人力成本袁 又极大降低了现场过磅设备故障恢复等待时间袁 为保证柳钢繁忙的进出厂过磅业务顺行提供了基础条件遥2.4 I/O 控制模块的远程开关功能的实现I/O 控制箱的 DO 控制模块 DO8 通道渊11冤连接继电器渊17冤线圈控制电源端子 g袁作为继电器线圈 24 V 负极袁配合 24 V 开关电源渊2冤提供的 24 V 正极接到线圈控制电源端子 f袁从而实现控制继电器渊17冤的线圈动作遥I/O 控制箱中继电器渊17冤的 h 端子为触点常开输出端袁i 端子为触点常闭输出端袁j 端子为输入端遥 继电器渊17冤作用为控制现场过磅电铃袁 当静态轨道衡每一节车皮过磅完成时以打铃的方式通知现场调车员袁故接触点为常开端子袁日常不连通遥 h 端子下端接至常开 OUT8 接线端子渊23冤袁j 端子下端接至 IN8 接线端子渊29冤遥 IN8 接线端子渊29冤接入 220 V 电压电源火线渊L冤端袁OUT8 接线端子渊23冤接入过磅电铃电源火线端遥 每节车皮过磅完成需要打铃通知现场人员时袁I/O 控制模块 DO8 通道 渊11冤给出电压控制继电器渊17冤线圈动作袁常开触点闭合袁从而接通过磅电铃的 220 V 电源火线袁电铃工作遥DO8 通道渊11冤停止给电压袁继电器渊17冤线圈复位袁h 触点断开袁220 V 电源火线断开袁过磅电铃停止工作袁从而完成整个远程控制电铃流程袁实现静态轨道衡的远程集中过磅遥同理 I/O 控制箱的 DO 控制模块 DO9 通道渊12冤配合继电器渊18冤袁采用以上同样方法控制火车轨道衡现场照明灯的开关袁配合时控开关并联袁实现自动/手动远程控制轨道衡照明袁在正常天气环境下袁到点自动打开/关闭照明袁在某些非正常的天气环境下渊如阴雨天等较暗环境冤则可以远程手动开启照明袁保证现场环境亮度满足轨道衡过磅需求遥另外袁I/O 控制箱的接线端子模块渊1934冤起到保证箱体内走线整齐袁接线安全作用遥3远程 I/O 实时监测控制箱匹配监控软件远程 I/O 实时监测控制箱完成现场设备安装尧 接线与调试后袁 柳钢技术人员独立开发了与之匹配的监控软件袁 如图 圆 所示遥 根据 I/O 控制箱所监控反馈的现场设备状态以及提供的远程控制功能分别针对各个静态轨道衡尧 动态轨道衡及铁水秤开发制作了电铃与照明的远程控制功能袁 还开发制作了采集服务器尧称重仪表尧车号识别服务器尧摄像头与硬盘录像机等现场运行设备的断电重启恢复功能袁 并在过磅软件中实时监控火车停车限位状态并由软件做好控制判断袁 出现停车异常时及时报警提示人工处理遥图 圆监控界面源在轨道衡自动计量中的应用该远程 I/O 实时监测控制箱外观设计简洁明了尧结构坚固尧防尘防水尧内部走线整齐利于维护使用尧性能安全可靠袁目前应用于柳钢本部 16 台静态尧 动态以及铁水秤等无人值守的轨道衡袁并逐步推广到防城港钢铁基地和玉林中金不锈钢基地袁现场使用效果显著遥 该远程 I/O 实时监测控制箱实现了自动判断火车车厢停车是否到位袁若停车到位则自动解除软件过磅锁定袁排除人为因素影响袁极大地减少误差袁保证了称重数据的可靠性曰当现场轨道衡的称重采集服务器尧动态车号识别服务器尧摄像头与硬盘录像机出现蓝屏卡死等不可控意外故障时袁 可以从上层服务器端远程控制此类现场设备通断电重新启动袁 从而恢复现场设备正常运行袁平均故障恢复等待时间不到 10 s曰同时袁通过该远程 I/O 实时监测控制箱还能够远程控制现场过磅电铃袁快速通知现场随车调车员当前车皮的过磅完成情况袁 提高集中端与现场端的沟通效率曰 还能够在阴雨白天能见度过低以及入夜时定时自动或远程手动控制开启轨道衡现场照明灯光进行补光袁保证现场环境满足过磅的要求遥5结束语该远程 I/O 实时监测控制箱的推广应用袁 优化了柳钢轨道衡计量系统中人工去现场重启恢复设备或者开关照明设备的环节袁不仅极大地降低了人力成本袁提高了工作效率袁还大大缩短了设备故障恢复等待时间遥 为柳钢繁忙的进出厂过磅业务顺行提供了基础条件袁也为柳钢推行无人计量尧自助计量尧智慧计量实现多基地数据分析联动提供了必要条件袁为建设 AI 智慧计量解决方案支撑钢铁主业袁加快发展向海经济袁实现三基地协同发展尧扩展野一体两翼冶钢铁发展版图和柳钢综合物流竞争力的全面提升打下坚实基础遥参考文献咱1暂冶金建设国家队智能化尧绿色化之路咱EB/OL暂.渊2020-07-15冤咱2023-01-05暂http:/ 圆园圆3 年我刊叶工业控制计算机曳袁订阅代号院圆愿原远园袁月刊袁定价院员缘援园园 元辕期遥投稿可直接发往邮箱院蚤责糟皂赃灶躁岳员远猿援糟燥皂袁投稿详细要求请参见我刊网站渊憎憎憎援蚤责糟皂援糟燥皂援糟灶冤野稿件征集冶频道遥欢迎订阅投稿53