运河煤矿一体化智能称重装车系统的研究与应用--中国期刊网

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运河煤矿一体化智能称重装车系统的研究与应用

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：张海燕1 朱泽建2 张保健3

[导读] 摘要：为了提高矿山自动化水平，实现自动化减人，展开了对煤场一体化智能称重装车系统的研究探讨。

        济矿集团运河煤矿山东济宁 272055
        摘要：为了提高矿山自动化水平，实现自动化减人，展开了对煤场一体化智能称重装车系统的研究探讨。通过开发手机APP客户端，实现客户远程自助派车，取消了在煤质运销部现场派车；通过开发自助称重终端一体机，实现客户自助称重打单，取消了磅房人员称重打单；通过增设了车辆号码识别系统及视频监控系统，确保了运载车辆的有序进出及现场监控；通过增设带式称重定量给煤系统，实现筒仓定量装车；通过雷达料位计，增设装车厚度控制系统，实现装车厚度均匀自动控制；通过数据共享，实现煤场称重、装车一体化运行。
        关键词：自动化减人；定量装车；一体化运行
        山东济宁运河煤矿煤场，有两台150t的数字式电子地磅，每天的运载车辆大约在80-130辆。改造前，磅房有员5人，负责运载车辆过磅称重、单据打印、车辆信息审核；车辆的派车由客户在煤炭运销部办公室确定；而派单、制单则由煤场的调运进行，需车辆到场后，司机再去调运登记打单，调运2人；另外筒仓装车，装载量的多少，全靠人工经验判断，其回头车特别多，筒仓放仓人员4人。
        1 存在问题
        1.1 磅房人员多，自动化程度低、效率低、工作量大，存在人工打印单据、人工录入车辆号码、人工录入确定称重信息等，录入过程中还易出现数据错误，有返工活。
        1.2 存在调运岗位，需人工制单，开具派车单，人工录入车辆信息等，影响煤场装运的整体效率。
        1.3 筒仓装车全凭人工经验装车，不具备定量装车，人员设置较多，每班需3-4人，工作量相对较大，装车精准度低，极易出现多装或少装，造成回头车多。少装，则车辆转回来再补装；但若装多，还需铲车配合，人工铲煤进行卸煤，不但增加了工作量，还造成煤场内车辆积压，其装车工作效率低很低。
        2 行业现状
        现关于煤场磅房无人值守系统、筒仓定量装车（汽运）系统都已有相关的研究，且有各样式的不同案列。磅房无人值守系统，主要是借助车辆号码识别系统或RFID电子车牌系统或IC卡等自动识别车辆信息，然后结合称重系统及其它辅助设施等实现自动称重；定量装车（汽运）系统，主要是借助定量仓或带式称重给煤机或汽车衡等实现定量装车，其基本都需要人工提前录入车辆的装车量，然后集控开启或司机自助刷卡开启给煤机，到达设定装车量后，自动停止装车，其系统注重的定量装车。通过调研结果，暂未发现某个案例将煤场磅房无人值守系统与筒仓定量装车（汽运）系统联合运行，实现客户自助派车、司机自助进场、自动称重计量、自动计算装车量、定量装车、自动平衡等环节的一体化智能称重装车系统。
        3 研究目标
        3.1 实现磅房智能称重，杜绝人工录入数据。称重分为一次计量（轻车）和二次计量（重车），通过车牌号进行车辆识别，并将称重数据保存至对应的车辆，且实现与集团煤炭运销管理系统进行数据连接，杜绝人工操作，以此提高过磅称重效率，实现过磅称重无人化。
        3.2 通过开发手机客户端，实现客户自助派车、自助录入车辆信息（司机姓名、身份证号码、运载煤种、车型、车厢长度、车厢宽度、车厢底板高度等），以及查询购买信息等。
        3.3 实现智能定量装车系统，筒仓装车实行司机自助遥控装车，减少现场放仓工作人员；车辆位置指示器智能判断车辆是否停到位，杜绝错放装车；装车厚度智能判断，使装车量均匀，提高装车准确率及效率。
        3.4 实现智能定量装车系统与智能称重系统数据共享，实现一体化运行。
        4 关键技术
        4.1 开发手机客户端，可以实现客户自助录入车辆信息（司机姓名、身份证号、装车煤种、车辆类型等）、自助派车，实时查询各煤种已购量、结存量等。
        4.2 通过车辆号码识别系统，可以判断车辆是否允许进矿及上磅；可以读取每一辆车的车辆信息（如司机姓名、身份证号、装车煤种、过磅次数、车辆皮重、允许装车净重等）；另外车辆号码的唯一性，可搭建起磅房智能称重系统与筒仓智能定量装车系统之间的数据通信桥梁。
        4.3 磅房称重系统实现无人值守，称重数据可以自动记录保存上传、自助打印单据等，且能与集团煤炭运销管理系统之间进行完美对接。
        4.4 实现智能定量装车，首先是可判断煤种，对筒仓下通道内的车辆进行识别，判断是否可以从此处装车，判断确定后才能自助开启定量给煤机给煤。然后根据磅房智能称重系统发送的准许装车量，进行装车，达到准许装车量后自动停机；而对于煤量不足情况，可以暂时停止给煤，待有煤后可继续开启给煤，给煤量实行本车累计计量。
        4.5 智能计算装车厚度，通过客户手机客户端，让客户录入汽车车厢的宽度、长度、箱体底板高度等，则通过允许装车量及该煤种的装车密度，就可以计算出装车厚度。用雷达料位计测量煤体厚度，当厚度达到计算值时，系统可以发出声光报警，提示司机前行；当厚度超出计算值一定界限后，给煤机自动停止给煤，防止装溢；再配合激光对射光电开关，当装车量不足，而车厢已离开放料口后，可以自动停止给煤，防止煤落地。
        4.6 实现磅房智能称重系统与筒仓智能定量装车系统数据共享，运载车辆在磅房一次过磅后，就会记录该车的允许装车量；待车辆进入筒仓后，通过车辆号码识别系统识别车号；然后智能称重系统根据车号判断该车能否在此处装车，判断允许后，则智能称重系统就会将该车的装车量发送至定量装车系统；转载完，定量装车系统再给智能称重系统一个信号。
        4.7 视频监控弹窗模式，因煤仓通道比较多，而大屏数量有限，所以，需要哪个通道装车时，该通道的所有摄像头画面就会自动弹出，确保视频监控可靠有效。
        5 主要指标
        5.1 带式称重给料机定量称重精度≤0.5%，运载能力600-1000t/h，受偏载影响小，平稳、精度高。
        5.2 车辆号码识别系统，识别率97%以上。
        5.3 过磅称重计量时间（包含打印回执单）≤1分钟/次。
        6 达到的效果
        6.1 提高煤场智能化程度，实现磅房称重自动化运行、筒仓装车自动计算装车量。
        6.2 实现减员增效；
        6.3提高了装车精准度及装车效率，减少回头车及铲车运行时间；
        6.4 客户可以通过手机APP自己录入车辆信息，然后通过车牌号进行识别，可以提高现场装运的防作弊能力。
        6.5 实现煤种智能判断，防止装错煤种；
        6.6 实现智能计算装车厚度，通过客户手机客户端，让客户录入汽车车厢的宽度、长度、箱体底板高度等，则通过允许装车量及该煤种的装车密度，就可以计算出装车厚度。
        6.7 实现视频监控弹窗模式，可哪个通道装车时，该通道的所有摄像头画面就会自动弹出，确保视频监控可靠有效。
        6.8 实现磅房称重和筒仓定量装车一体化联合运行，流程如图1所示。

                                                                                                   图1
        7 达到的经济效益
        7.1 间接经济效益：定量装车，提高装车精准度及装车效率，减少回头车及铲车运行时间。
        7.2 直接经济效益：不再需要人工派车、人工记录或输入数据，将磅房与调运合并，减少5人；筒仓由司机自助装车，不再需要放煤工，减少人员4人，合计共减员9人，按人均工资（包含五险一金）9万元计算，则每年可以减少81万的人工成本支出。
        8 结束语
        整个煤场车辆的称重、筒仓装车实现一体化智能运行，可通过手机APP实现车辆数据参数的准确录入（同一车辆只需录入一次，以后可以直接选取），可自动计算装车厚度，达到装车量均匀、平衡、准确的目的，降低了现场工作人员劳动强度，实现自动化减员增效。下一步，计划进一步提高煤场称重、装车设备的智能化能力，一是准备实现带式称重给料机自动校准功能，减少人工校准，让定量装车更精准可靠；二是司机装车放煤确认功能，计划不再使用遥控器，拟用智能摄像头进行智能判断，让司机不下车就可以自助确认放煤。
        参考文献
        [1]高向阳，李伟，陈超.基于RFID的煤矿车辆只能称重系统及方法[P].CN103729743A，2014-01-10.
        [2]周昌萌，李中良，吴忠旺.一种公路车辆只能动态称重系统[P].CN205138614U，2015-10-15.
        作者简介（1）张海燕（1976），男，汉族，1999年毕业于中国矿业大学检测技术专业，本科。现就职于山东济宁运河煤矿有限责任公司，从事技术管理工作，高级工程师。
        （2）朱泽建（1986），男，汉族，2008年毕业于山西大同大学机电一体化专业，专科。现就职于山东济宁运河煤矿有限责任公司，从事技术管理工作，工程师。