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一、翻车机系统概况

    中州一期工程于1991年底建成翻车机系统(型号为ZFJ2-100,821B转子式翻车机，武汉电力设备厂)及异型车螺旋卸车机(8米桥式螺旋卸车机，)各一套，建成后经过空负荷试车。由于当时产量低，汽车运矿可满足生产要求，且翻车机系统投入后流程长、设备多，与铁路运输部门关系错综复杂等问题，远不如汽车运矿经济，故至今一直末用。

    到2004年，中州分公司已具备年产100万吨氧化铝的规模，故年需铝矿石约240万吨，年需烧成煤约45万吨，石灰石约90万吨。除约100万吨汽车运输外，其余靠火车进矿，人工卸车倒运，难以满足生产要求。因此迫切需要恢复翻车机系统，以满足生产要求。翻车机系统的主要任务是将火车进厂的原燃料(铝矿石和烧成煤)进行机械卸车和输送。

二、翻车机自动化改造综述：

    原有翻车机系统采用老式继电器式控制，已不能满足实际生产需要，此次更新改造采用一套PLC系统进行集中控制，PLC采用西门子S7-300系列，整个系统主要由上位机系统、电源柜、PC柜、重牛控制柜、翻车机控制柜、迁车台控制柜、空牛控制柜、操作台、机旁操作箱、现场接线箱、检测元件和电缆等组成。通过PC系统，控制整个翻车机系统运行工作。操作方式为：机旁手动；操作台上位机手动及全线自动操作，可通过上位机操作或机旁操作箱操作。各动作指令均由PC发出，不但提高卸车速度，而且易于维护保养，大大减少了故障率，使系统的运行更加可靠。工作站的结构简图见下图：

2.1 PLC部分

     PLC部分由一个PLC柜组成。系统PLC采用德国西门子公司生产的最新产品SIMATIC S7-300 PLC 一套，CPU使用S7 315-2DP采用DC24V数字量输入模块；输出信号除指示灯采用无触点输出模块外，其余采用继电器输出模块；采用模拟量模块采集现场电机电流等信号，送到工控机操作界面中显示。

    PLC输入输出接口均加保护单元。为了对PLC进行编程和监控，采用西门子STEP 7软件。

2.2上位机部分

     系统配置一台上位机作为操作员站，同时可具备工程师站的功能。上位机采用研华主流工控机。在PLC硬件连接上，通过CPU上的DP口连接总线并接到工控机CP5611卡上，完成数据通讯。在现场或电控柜中采集必要的模拟量信号，送到PLC模拟量模块中，通过PLC传送到工控机组态画面中显示。利用PLC系统，通过上位机监控操作系统，实现软操作，使系统实现最大限度自动化运行。在PLC和上位机之间采用屏蔽总线通讯，安全可靠，抗干扰能力强。

     上位机组态软件通过PLC系统采集各种信号，形成全局画面、各单机操作界面、报警系统、报表帮助等画面，供运行检修人员监控和查询。同时可以通过打印机打印。通过厂局域网实现数据共享、远程监控功能，上位机与PLC通过工业总线连接。上位机数据通讯采用国际标准接口，方便系统扩展和连接。同时具有多种自动控制方式选择。即可全自动，又可单机自动，及手动操作。

    工程师站还具有以下功能：

    ――系统组态开发、调试、维护功能。

    ――系统安全管理分配权限级别功能。

    ――备份系统数据功能。

    ――高级别的监视管理功能。

2.3外围设备

    （a）接近开关60个。用以检测各个检测位置及各个设备运行位置。信号返回PLC。

    (b) 光电开关8个。用以检测车皮位置。信号返回PLC。

    (c) 控制电缆采用屏蔽电缆。

2.4翻车机主要系统控制部分原理图：

    将变频器取代以前的频敏变阻器，分别控制两台刚性连接的翻车机驱动主电动机。通过PLC和操作面板，给出电机的启停及转向信号。在原有设备的基础上，夹紧装置上加装两个减速限位光电开关，翻车机上加装一台物位开关，使翻车机在翻转车厢时提前能够给变频器速度选择信号及加减速选择信号，让电机降速，以实现无冲击停车和准确定位。经过现场的调试运行，不仅完全满足工艺和效率要求，而且通过控制盘调整翻车机的速度和加减速时间，使翻车机翻车时的冲击降为最小，启停柔和。控制原理图见下图：

三、安全保护措施

    1）重车和空车在翻车机平台上定位可靠，保证在翻卸过程中不发生溜车和掉道。

    2）翻车机设有最大翻转角度的限位装置。

    3）翻车机设有平台与基础轨道对准和车辆在平台上就位及车辆离开翻车机的安全措施。

    4）翻车机的制动装置保证当控制装置发生故障时，转子能可靠停留在任何位置上，并能手动回零。

    5）翻车机装有机械或电控的联锁装置。

    6）调车机（包括空、重）设有最大行程的限位装置。

    7）调车机（包括空、重）设有可靠的机械制动装置，当驱动装置发生故障或失电时，调车机能可靠地进行制动。

    8）调车机（包括空、重）装有机电控的联锁装置。

    9）迁车平台设有定位缓冲设施。

    10）迁车平台设有防止车辆移位的装置。

    11）迁车平台装有电控对轨联锁装置。

四、结语

    经过对该系统的自动化改造并投入运行后完全满足工艺要求，达到了预期的目的：1）系统出力≥20辆小时；2）最大翻转角度170°，翻转周期≤60S；3）翻卸重量100 t。翻车机在全程范围内运行平稳连续，无冲击、振动现象，满足翻转单车的时间要求，而且定位准确、无误。在这种工况下，系统可以完全投入全自动运行，提高了生产效率，也降低了工人的劳动强度。改造运行后不但提高卸车速度，而且易于维护保养，大大减少了故障率，使系统的运行更加可靠.