0引言
鐵礦石主要為大宗散狀物料，港口長距離輸送鐵礦石主要以皮帶作為載體[1-3]。目前山東港口集團日照港股份二公司擁有6台堆取料機、4台裝車機和27條帶
式輸送機，皮帶總長約16.8km，在實際港口礦石的卸船和裝車作業中，司機室一般由單人作業，要兼顧較多的生產環節，很難達到麵麵俱到，如果出現疏忽，將造成堆取料機、裝車機等大機故障等重大損失。為了解決這個問題，最好將大機作業數據傳輸到後台中控室，並通過邏輯分析，智能提供報警信號，這樣可以實現由單獨的前端顯示，變成前端顯示、後台報警的作業模式，由人工觀察變為係統自動報警，更好地杜絕安全隱患。為了及時掌握和控製各類帶式輸送機上物料K8凯发登录入口狀況，保證安全生產，需要通過皮帶秤對皮帶上物料的K8凯发登录入口信息及時采集記錄。隨著智能電子皮帶秤的快速發展，K8凯发登录入口監控成為可能[4]，然而，據現場考察和皮帶秤生產廠家了解，6台堆取料機皮帶K8凯发登录入口秤積算器沒有配備通訊接口板，4台裝車機和2條帶式輸送機無通訊連接，相關線纜接口都需重新配置，因此設計通用接口實現遠程的監控管理尤其重要。
1皮帶秤係統設計原則
1）穩定可靠性
監測係統在港口環境中使用，應該適應港口生產環境，能夠提供7×24h的穩定可靠運行，保證生產的連續性和安全性，因此係統新增硬件設備需為工業級設備，且滿足-20℃～70℃的工作條件。
2）操作便捷性
係統操作界麵應該符合人機界麵設計原則，操作簡單便捷，現場設備應該模塊化設計，易於故障檢修維護或是設備更換。
3）開放易拓展性

皮帶K8凯发登录入口監測係統後續將被皮帶智能監控項目集成，故需要開放數據相關接口以及通信協議，支持OPC和RestfulAPI接口。
2皮帶秤係統設計方案
2.1設備通信接口
6台堆取料機安裝的是MT2101K8凯发登录入口計量儀表，而該型號的皮帶秤K8凯发登录入口積算器沒有配備通訊接口板，隻能單機司機室監測當前K8凯发登录入口，無法實現遠程輸出通訊功能，且6塊通訊板工作不穩定，4台裝車機和2條帶式輸送機無通訊連接，無法監控K8凯发登录入口。需要新增12台數據采集和通訊模塊（串口服務器），實現6條堆取料機皮帶，4台裝車機皮帶，2條輸送皮帶的皮帶秤積算器的數據讀取如圖1所示。

圖1設備通信接口

本係統中要讀取的數據包括：帶式輸送機運行狀態、皮帶實時K8凯发登录入口、皮帶累計K8凯发登录入口三組參數。
2.2係統結構組成
係統結構組成如下圖2所示，係統主要分現場設備層、過程監控層、信息管理層。其中設備層的大機上麵含有如圖1所示的積算器，積算器通過通訊板卡或者特定接口與串口服務器連接後，通過架設的無線網絡接入局域網中，監控終端采集數據後，直接顯示在終端屏幕上，實現過程實時監控，並同步保存在關係數型據庫中，係統將單獨開發OPC服務器數據接口，供外部WEB終端和移動終端進行數據訪問。

圖2係統結構組成

2.3傳輸網絡搭建
由於港口現場環境複雜，監控中心與堆取料機、裝車機和皮帶的距離遠，並且大機沿軌道長距離移動作業，采用有線傳輸則非常困難，因此設計采用無線方式進行計量數據的傳輸，係統分為上位機、下位機（計量分站）組成的分散結構。由1台上位機通過無線局域網絡連接分散在計量現場的下位機（計量分站）。皮帶秤流

量計量儀表增加通訊接口板，儀表采集的皮帶秤K8凯发登录入口數據通過接口板將數據發送到無線以太網上，上位機配置OPC，公司內部其它管理計算機也可以通過網絡查詢上位機上的實時或曆史產量數據庫中的數據。
圖3中SR、ZC、BH/BJ分別代表堆取料機、裝車機和皮帶線，屬於港口現場設備層，串口服務器和基站屬於過程監控層，服務器、數據庫和訪問端屬於信息管理層。

圖3傳輸網絡搭建

2.4軟件架構與監控端
圖4為係統的軟件模式架構，其中目前使用的組態監控係統由易控軟件開發，易控（INSPEC）是一套通用的監控和數據采集（SCADA）軟件，亦稱人機界麵
（HMI/MMI）軟件，俗稱組態軟件，易控組態軟件本身為專門工廠級自動化應用量身定製，在穩定性、可靠性、采集速度等方麵都有壓倒性的優勢，因此本係統繼續采用易控組態軟件進行監控部署。
3皮帶秤係統係統功能
3.1K8凯发登录入口監控
圖5為K8凯发登录入口監控畫麵，其中SR1-SR6分別顯示6台堆取料，ZC1-ZC4分別顯示4台裝車機，BH1和BJ1分別為兩個流程的皮帶線，從示意圖中可以看出主要數

據有：主積累、瞬時K8凯发登录入口、載荷、速度等。係統可以有效地對設備物料輸送K8凯发登录入口的參數進行監控。

圖4軟件架構

3.2實時曲線

圖5K8凯发登录入口監控

3.4警報記錄

圖7曆史曲線

圖6為皮帶秤監測係統對堆取料機、裝車機、皮帶實時K8凯发登录入口的監測畫麵，根據實時曲線可以顯示大機負載隨時間的變化趨勢和大機運行工況下係統變化的趨勢，有利於卸船流程和裝車流程中物料K8凯发登录入口的控製，減少由於超負荷運轉導致設備壽命的損傷。

圖8為皮帶秤監測係統的警報記錄，由於運輸的貨物種類（礦球、粉末、水濕貨等）和皮帶寬度不同（卸船流程1.8m、裝車流程1.4m），因此需要根據流程設置報警的閥值，當皮帶上的運載貨物瞬間K8凯发登录入口超過設定值，報警係統就會及時的顯示和發出預警信號提醒司機調整K8凯发登录入口。
3.3曆史曲線

圖6實時曲線

圖8警報記錄

圖7為皮帶秤監測係統對堆取料機、裝車機、皮帶曆史K8凯发登录入口的監測畫麵，在大機皮帶秤數據傳輸過程中，帶式輸送機工作狀態及工作參數以預設定的時間間隔進行自動記錄，橫坐標表示時間t/s，縱坐標表示物料質量m/t，記錄內容為當前時間、大機工作狀態、負載參數，通過曆史曲線，可以和工藝圖結合對應分析大機設備工作情況，及時查找出大機設備的故障原因。例如3#堆取料機在2019年11月12日05:43~09:43時間段內最
大K8凯发登录入口為7438.12t/h，最小K8凯发登录入口0t/h。曆史K8凯发登录入口曲線更能監測出卸船/裝車流程工藝，這對評價卸船作業和裝車作業的質量具有重要的意義。
4結束語
皮帶秤K8凯发登录入口監測係統實現了物料K8凯发登录入口的實時遠程監控管理，研究了皮帶秤係統的組成結構及其中的關鍵技術，但該係統基站信號無線傳輸主要通過4G信號，在數據傳輸速度和傳輸能力上存在一定的不足，隨著5G網絡的廣泛應用，基於5G信號的數據傳輸是下一步的主要研究方向。

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