中控室斗轮机电子秤值可视化实现

魏小刚 刘力华

（广州港股份有限公司西基港务分公司 广州）

一、问题

港务分公司现有8台斗轮机（SR1～SR8），根据码头装驳船需要，SR1～SR6斗轮机的机上皮带装有电子秤，以便司机掌握取煤量。斗轮机状态信号传输至斗轮机PLC（以下简称斗轮PLC），通过双绞线与中控的通信PLC（以下简称通信PLC）进行通信，通信PLC使用轮询方式对SR1～SR6进行信息交换，通信PLC再与中控主PLC（以下简称主PLC）进行点对点传输。中控操作界面通过组态软件与主PLC进行信息互换，将斗轮机状态信号传输至中控室操作界面（图1）。

图1 斗轮机状态信号传输流程

目前斗轮机状态信号只是实现数字量传输，未实现数值传输，即电子秤值未传输至中控室操作界面，中控人员不能及时了解取煤量，影响斗轮机装驳船效率。有时中控人员与斗轮机司机沟通不及时或沟通错误，造成所装驳船量存在误差。为此利用码头已有硬件设备和通信线路，对斗轮PLC、通信PLC、主PLC和组态软件进行编程，最终实现在中控室显示斗轮机电子秤值。

二、改造步骤

1.电子秤脉冲信号与清零信号传输至斗轮PLC

电子秤脉冲信号通过继电器K1以及在驾驶室安装的清零按钮连接至斗轮PLC的DI点（图2）。斗轮PLC收到电子秤脉冲信号后，通过累加计数器计数总脉冲数（电子秤值）并存于斗轮机 PLC 地址“#R5044”，电子秤清零信号作用是清零“#R5044”（图 3）。

图2 硬件连接

2.斗轮PLC将电子秤值传输至通信PLC

图3 斗轮PLC程序

（1）斗轮PLC与通信PLC数据校验，确保数据传输的准确性（图4）。根据约定，斗轮PLC地址“#R411”第一位数为校验位，斗轮PLC每经过一次扫描就将地址“#R411”第一位赋值为1，通信PLC在接收数据之前，首先判断“#R411”值是否为零，若等于零，此次扫描周期内没有接收到数据

（累计到3s都没有接收到数据，则显示通信故障）。“#R411”的值不等于零，再判断地址“#R411”中第一位值是否为1，若不等于1，则这次扫描周期内的通信异常，不接收此次斗轮机所传数据；若等于1，表明通信正常，将“#R411”值复制给通信PLC地址“#R211”，并将“#R411”值清零，实现数据校验。

图4 斗轮PLC与通信PLC的校验流程

图5 PLC程序

（2）斗轮PLC将电子秤值传输至通信PLC。现有通信采用轮询方式，耗时长达3 s。西基港务分公司装船能力为1800 t/h，即电子秤脉冲信号周期为0.5s，若将脉冲信号通过双绞线传输，将引起电子秤脉冲信号严重丢失，产生误差，因此电子秤脉冲信号只能以数值形式传输。经多次试验，最终找到实现传输的有效方式，通信PLC每隔2 s读取一次斗轮机PLC地址“#R412”值（电子秤值）。通信PLC收到“#R412”值后，判断值是否为零，若等于零，向主PLC输出清零信号；若“#R412”值不等于零，与2 s前收到的电子秤值相减，所得结果为这2 s内电子秤增加值，同时向主PLC输出周期为1000 ms脉冲信号（脉冲个数等于相减值）；如相减值为零，就不发送脉冲信号。在发送脉冲信号前，先检测前一个脉冲信号是否完成，完成后才发送第二个脉冲信号，以SR1为例，具体程序见图5。

3.通信PLC将电子秤值传输至主PLC

通信PLC输出的脉冲信号（电子秤值的脉冲信号）与清零信号通过硬线点对点传输给主PLC。主PLC收到脉冲信号后，通过累加计算器将总脉冲数存入地址“#419420”（“#419420”值为电子秤值），在接收到清零信号后，将地址“#419420”中值清零。

4.修改组态软件

中控操作界面与主PLC通过组态软件实现信息交换，组态软件实时读取主PLC地址“#419420”中的值，并显示在操作界面。装船流程启动后，中控室操作界面实时显示电子秤值。

三、改造效果

先在SR1机上试验，观察运行一段时间后，未出现故障和传输误差，改造效果理想。此后推广到SR2～SR6斗轮机，改造完成后运行半年未出现错误显示。目前中控人员在操作界面可清楚看到斗轮机电子秤量（图6）。

图6 斗轮机电子秤值显示效果