王鑫 乔宏琦 刘勇

摘 要：文章介绍了大连港矿石码头装车楼系统的主要结构，针对二次称重系统进行了详细的分析，列举了国内一些其他港口二次称重系统，举出其二次称重的不同，方便大家对不同装车系统的学习。

关键词：装车楼系统；二次称重；定量仓

引言

装车楼系统是一种自动化的火车自动装载系统，能够快速、连续、准确的将固体物料按照预先设定的装载值装载到以一定速度行驶的列车车皮中，在国内外广泛的应用与矿山、码头等场所，尤其是在矿石、煤炭等装卸领域中应用较多。目前国内有4座装车楼应用在港口码头，分别是大连港、营口港、秦皇岛港、宁波港。

大连港矿石码头装车楼为30万吨级矿石项目，已建2座4500吨/小时装车楼，成为大连港对外铁路运输的重要环节。

1 矿石装车楼的组成以及装车工艺流程

矿石装车楼主要结构包括给料系统（包括缓冲仓、缓冲仓给料闸门）、称重系统（包括定量仓、定量仓卸料闸门、称重传感器和控制器、侧重砝码）、装车楼溜槽、液压系统、PLC控制系统。

缓冲仓主要功能是用来接收皮带机系统运送来的物料，为装车楼实现联续装车起到储存和缓冲的作用。缓冲仓内装有高料位传感器，能够实现高料位报警和急停，防止缓冲仓内物料超量。

缓冲仓底部装有弧形闸门，能够实现缓冲仓到定量仓物料流的精确控制，缓冲仓给料闸门通过PLC系统控制液压缸动作，在仓壁装有限位开关，可以实现从缓冲仓到称重仓的精确配料。液压中的蓄能器可以给各个闸门提供所需要的压力，保证给料闸门能够及时关闭。

定量仓是位于缓冲仓与溜槽之间的独立仓体，能够储存100吨物料，它由4个传感器支承在装车楼的金属结构上，称重传感器可以准确的测量出称重仓的物料重量。

定量仓底部安装有2个水平卸料闸门，用于控制从称重仓到溜槽的物料，通过2个液压缸的动作实现水平闸门的开闭，进而物料进入摆动溜槽。

摆动溜槽是位于称重仓闸门底部，由一个可以摆动的活动仓组成，这样在装车作业的时候可以及时将不平整的地方用摆动溜槽将其填平，保证装车的平整。

当皮带机输送物料首先进入缓冲仓，缓冲仓内的物料积攒到一定程度的时候，有司机掌握物料量，在司机室控制台启动批量自动装车系统气动。按照车皮所需要的目标重量的吨位，当达到目标吨位的时候，缓冲仓闸门关闭，铁矿石从缓冲仓进入称重仓，在此过程中从缓冲仓配料存在一个精确配料，在下面的部分进行阐述，从而完成配料过程。这时缓冲仓闸门全部关闭，定量仓水平闸门打开，进过溜槽卸料闸门按车皮所需目标重量进行装车。装车完毕后定量仓闸门关闭，缓冲仓闸门打开，开始从新一次配料过程。在这个过程中，缓冲仓闸门与定量仓闸门在PLC程序上存在一定的互锁，也就是说缓冲仓闸门关闭时定量仓闸门才允许打开。大连港矿石码头装车楼装车效率为4500吨/小时。

2 矿石装车楼二次称重不同系统的原理介绍及分析比较

2.1 矿石称重系统的原理

称重系统是整个装车系统中最重要的部分，整个装车的精度都由此部分控制。下面列举2种不同的装车系统和大家进行分析比较。

例子1

如图1所示，图中液压缸1和2安装在缓冲仓给料闸门两侧，由电液比例方向阀5控制，实现缓冲仓闸门开关的调节。其开口的大小由编码器实时检测，油缸3和油缸4带有手动控制装置的电液换向阀6控制，实现定量仓卸料闸门的开闭，差动回路可以实现卸料闸门的快速关闭。当称重传感器检测放入定量仓内达到目标重量，液压缸1和2活塞杆伸出，缓冲仓给料闸门关闭。发出卸料信号时，电磁阀6得电，液压缸3、4活塞杆收回，定量仓卸料闸门完全打开，完成卸料过程。

1、2缓冲仓给料闸门油缸3、4定量仓卸料闸门油缸5、电液比例阀6、电液换向阀7、截止阀8、比例放大器

2.2 存在问题

上面采用的装车楼称重系统中采用由缓冲仓向定量仓预先装物料，并通过控制定量仓闸门开闭来完成整个装车过程。在整个装车过程中，物料的比重、粒度、流动性、粘度等特性对装车的影响都比较大，例如有的铁矿石流动性差，粘结性较强，自然息角较大，从缓冲仓到定量仓装矿石时比较难控制，经常出现超吨现象。由于定量闸门只有开闭2种状态，当闸门打开后，定量仓中的物料全部通过装车楼溜槽流入车皮中。而操作人员无能为力，有时还需要人工将多余的料清理，降低装车质量和装车效率。

例子2

如图2所示。从左到右依次为缓冲仓闸门C1A、C1B、C2A、C2B，缓冲仓公有4个下料口，下料口两侧分别C1A、C1B、C2A、C2B，共8个液压缸驱动闸门的开闭，其中C2B闸门油缸由一个三位四通换向阀控制，其他3个闸门为两位四通换向阀控制。当进行配料时定量仓闸门D1A、D1B关闭，缓冲仓4个闸门打开，此时缓冲仓开始向定量仓配料，这时处于自动装车模式，系统由PLC控制，进行自动装车，当定量仓物料达到PLC设定的预动值1时，闸门C1B和闸门C2A关闭，其他两个闸门继续配料，当定量仓物料达到PLC设定的预动值2时，闸门C2B关闭一半和闸门C1A全部关闭，此时进入精确配料过程，当定量仓物料达到目标重量时，闸门C2B全部关闭，完成此次配料，这时定量仓闸门D1A、D1B全部打开，开始装车，完成整个配料过程。

2.3 两种不同装车系统的分析比较

例子1与例子2进行比较分析可以得出，例子2可以完全避免由于物料难以控制而发生的超吨现象，大大的提高了装车效率，避免人工清料的情况发生，整个过程的实现完全有PLC程序控制。

3 结束语

装车系统的应用，在国内外矿石运输工程中发挥着重要的作用，其中二次称重系统的应用，提高了卸料的可控性和装车精度，减少了工人的劳动程度，提高装车作业的自动化程度。通过对以上2种二次称重系统的比较，可以看出二次称重系统是整个装车作业精度的核心部分，因此在日后的工作学习中应着重学习。

参考文献

[1]液压与气压传动，华中科技大学

[2]何存兴.液压原理.

[3]机械设计手册.第5版，机械工业出版社.

[4]大连港矿石码头装车楼操作手册.