基于GPS定位的堆料机自动上水系统.docx

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基于GPS定位的堆料机自动上水系统

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摘要：为解决堆料机除尘水箱冬季加水的难题，设计定点式自动加水系统。该系统利用行走GPS定位技术实现堆料机的精准寻位，且具有GPS数据和编码器数据实时校正功能。通过建立Message指令实现堆料机PLC与集成水箱控制系统PLC之间的数据交换和信息交互，进而控制地面加水管电磁阀开启和关闭，实现基于GPS定位技术的堆料机自动上水功能。经实际应用表明，该系统性能稳定，能够在复杂环境下实现精确对位和自动上水。

引言

近些年，随着我国环保形势的日益严峻，绿色生产成为港口行业的重要生命线。为了实现国家可持续发展的新目标，生态保护和环境整治的力度逐年加大。能源运输类港口企业也随之面临空前的压力，面对新的挑战，各企业都将清洁生产作为年度的首要任务和核心目标，环保设施和清洁设备投入随之增加。目前港口运输企业普遍具有翻车机干雾抑尘系统、漏斗洒水系统、皮带机清洗及清扫系统、转接塔导料槽药物抑尘系统等等，在这样的环保高压态势下，做为翻卸运输链的末端单机设备堆料机，目前仅有落料口洒水系统可以使用，该系统自动化程度低，抑尘效果不明显，故障率高，已经不能满足当前环保需求，因此迫切需要通过设备改造来提升堆料机的环保抑尘能力，确保在物料运输的每一个环节，都能对粉尘进行有效控制。

1当前洒水系统现状

1.1当前洒水系统运行原理简介

目前神华天津煤码头在堆场的主要抑尘方式是堆料机的抑尘系统主要采用落料口洒水和雾炮车箱结合的方式。落料口洒水主要是由位于落料口周围的洒水喷头来实现抑尘功能，该系统主要由位于堆料机尾车的储水罐、吸水泵、离心泵、吸水管路、洒水管路、洒水喷头、电磁阀以及位于单机下方行走轨道一侧的蓄水槽等机构组成，该系统的工作原理是：通过吸水泵将位于轨道侧面的水槽中的水吸入位于单机尾车的储水罐中，在到达高液位时停止，当作业需要洒水时，通过离心泵将储水罐中的水吸入落料口周围的洒水管路中，通过PLC程序控制电磁阀来实现洒水喷头的开启和关闭，喷头将水喷洒在抛出的料流表面，起到一定的抑尘效果。

1.2堆料机当前洒水系统存在的弊端

在日常使用过程中，这种洒水系统存在以下几个弊端：

（1）储水罐的容量很小，最大的不超过5T，这样的蓄水量只能满足一列车的洒水需求，蓄水量小这种情况导致了吸水泵需要长时间工作以补充蓄水量，吸水泵的长时间工作会带来寿命降低、故障率高等问题，从而导致堆料机洒水系统的稳定性整体下降，频繁的维修工作大大增加了维修时间和维修成本，从而影响到单机的作业效率。

（2）由于该洒水系统的水源来自水槽，而水槽中的水源长期暴露在堆场环境中，环境中的煤尘和沙砾会污染水源，这种含杂质的水会导致吸水泵损坏、洒水喷头堵塞、电磁阀动作机构卡滞等问题，对吸水泵、电磁阀、喷头的使用寿命带来了严峻考验，对损坏设备的维修会消耗大量物料成本和人力成本，给现场环保工作带来了很大的困难。

（3）该系统在进入冬季气时，由于水槽没有保温设施，自吸泵和离心泵的设备保温又很难达到预期效果，当温度降至零下水槽结冰后，如果继续使用会存在机损的设备隐患，从而整个单机环保设施就处于缺失状态，不满足目前的企业环保要求。

2悬臂洒水系统结构设计

综合分析目前堆料机洒水系统的缺点和堆场环保要求，洒水系统进行升级改造已经势在必行，新的洒水系统需要具备以下特点：较强的续航能力，稳定的系统结构，能满足冬季需求，增加洒水覆盖面积，增强抑尘效果等，当堆料机遇到煤尘较大的煤种作业时，可以及时开启洒水系统，对堆场抑尘起到良好的效果。

洒水新系统的基本构造是：集成水箱、水箱平台及行走系统、洒水管路、行走定位装置、位于堆场两侧上水管及上水控制箱。该系统的运行原理是：在堆料机行走前端增加一个集成水箱，该水箱集蓄水层、水泵、变频器、控制柜、阀门、保温层为一体，具有自动化程度高、稳定性强、不受温度影响、容量大等特点，在堆场的东西两侧设置两个上水点，PLC程序会控制大机自动去当前位置最近的加水点进行加水，加水完成后，整个洒水系统即可使用。该系统实现了落料口洒水和大臂洒水两种功能，其中落料口洒水系统属于自动控制，当悬皮上有物料时，通过位于司机室下方的激光测距开关检测到料流信号，系统会自动开启落料口洒水系统，当悬臂皮带机料流信号消失，则落料口洒水系统停止，全自动的控制方式，降低了操作人员的工作量，也避免了人工误操作的隐患。大臂洒水系统可以通过集控员远程操作控制大臂洒水系统的开启和关闭，当大臂洒水开启后，位于集成水箱中的三个水泵同时工作，覆盖整个悬臂的喷头喷出抑尘水帘，通过堆料机行走动作就可以对整个场垛进行覆盖式洒水。

2.1悬臂洒水系统机械机构

定点式自动加水系统主要由供水装置和集成水箱两部分组成。