现代散货码头生产营运信息化管理

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1) 降低启动电压 传统的带式输送机的电机全电压启动可使用 高达 600%的全负载电流。这种突然增加可能会导 致影响港区其他系统的明显的电压突降。交流变 频驱动装置能够降低电机启动缓慢时的启动电压, 逐步加速至全速, 在输出 150%的电机扭矩时, 全 负载电流消耗绝对不会超过 150%。这种启动方法 可大大省电并稳定与带式输送机使用同一电源的 其他关键应用设备。 2) 降低机械应力 确保带式输送机平稳启动是工艺系统的最大 需求之一, 尤其是在极度恶劣的环境下, 如带式 输送机完全承载, 部分带式输送机堵料, 或连接 至较弱的电力系统中。 在许多情况下, 机械传动系统和带式输送机 在全电压启动加速期间承受 250%以上的正常工作 扭矩。这种高扭矩对齿轮箱和带式输送机的其他 机械零件产生极大的应力。 为了使带式输送机的机械应力最小化, 交流 变频驱动装置可采用 S- 曲线加速 - 带式输送机逐 渐加速至期望的工作速度, 消除胶带中的张力突 变, 限制驱动皮带轮高张力侧与低张力侧之间的 传送带张力比。 加速度分布图可进一步修改为包含让带式输 送机稳定下来的简短持续的低速停留时间。由于
3) 开放性: 港区内外部一般存在各种通信 控制和管理信息系统, 系统的开放性是衡量其系 统的重要技术指标。开放性在保护用户投资, 节 省互连成本, 透明信息传输, 方便扩展升级方面 起着重要的作用。同时也可以避免形成信息孤 岛、系统间的通讯困难, 保证系统资源可持续应 用。
4) 先进性: 即系统应采用的是当前较先进的 成熟的平台、技术和理念, 保证本系统实施完成 后在较长时间内技术不落后, 便于系统后期维护 和保护前期投资。系统所选择的技术和产品不应 在短时间内遭淘汰和消失, 应符合技术发展的方 向。同时也应满足系统在今后操作维护的方便性, 技术支持的长期性, 以及备品备件保障方面的有 效性。
电机最初启动缓慢, 因此, 胶带张力逐渐升高直 至达到启动扭矩。完全运行起来并且运输机稳定 之后, 可采用增加加速曲线斜率, 使胶带达到工 作速度。这种修改后的加速度曲线有助于延长胶 带和带式输送机机械部分的寿命。这种策略降低 了带式输送机胶带振荡损坏的可能性和带式输送 机机械设备启动期间必须忍受的扭矩, 从而延长 了带式输送机传送胶带的寿命, 减少了其他部件 的磨损和撕裂, 降低了保养要求。
operation management system′s construction, this paper gives an exposition on the innovative technique of “ the system”, so as to realize automation of wharf production and digitization of operation management, and at last to realize high production efficiency, high management level, high system security, low energy consumption, and low equipment failure for bulk cargo wharf production and operation system.
现代散货码头生产营运管理控制系统建设主 要遵循的原则:
1) 可靠性: 可靠性永远是控制系统最需要考 虑的因素, 可靠性不仅包括模块卡件的平均无故 障时间指标, 也包括线缆路由、网络架构、通信 安全、软件设计、冗余技术、维护方便等方面的
考虑。 2) 实用性: 管理控制系统是为满足生产过程
的监视、控制与管理需要而设置的, 满足生产实 际需要是设计的Байду номын сангаас本出发点。系统在设计和建设 时, 应一切从生产实际需求出发, 在底层控制网 络、通信、软件功能、中控室系统等方面, 充分 考虑实用性原则。
现代散货码头生产营运管理控制系统, 首先 应满足基本的流程控制与故障监测需求, 同时还 应涵盖散货码头生产作业控制、营运管理、客户 服务等全过程。系统的建设应充分体现“管控一 体化”这一理念, 主要的功能包括: 实时生产流 程控制、流程优化与节能运行、码头环境全方位 远程监控、堆场智能化管理模拟、生产调度与负 荷优化分配、实时数据统计和分析、网络化设备
收稿日期: 2006- 10- 09 作者简介: 陈韬 ( 1962- ) , 男, 高级工程师, 从事交通行业信息化建设。
第 10 期
陈 韬, 张伟红: 现代散货码头生产营运信息化管理
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运行维护及在线客户服务等。 通过控制网络与信息网络技术、实时数据库
技术、变频技术、视频技术、软硬件安全技术等, 实现码头生产管理与生产控制的无缝连接, 实现 控制实时信息与管理信息的数据共享; 使各级管 理者及时、直观地了解生产现场的各种情况及设 备运行、码头环境的状态, 进行各类数据的综合 分析, 以统一规划全港区资源; 提高码头的生产 经营管理水平和生产作业效率, 实现建设低能耗、 低故障、高效率、高安全的散货码头生产营运系 统。
面对这种形势, 打破传统观念和传统技术对 发展的约束, 利用新理论、新技术, 努力提高散 货码头的生产力, 降低码头的运营费用, 提高散 货码头的经济效益和竞争力, 正在成为很多散货 码头业主的目标。现代控制技术、信息技术、通
信技术的发展及其在散货码头的集成应用, 为提 高港口的装卸效率、通过能力, 降低营运成本, 节约能源, 创造节约型港口提供了可能。
5) 经济性: 经济性是业主考虑投资的重要指 标, 但并不意味着只考虑经济性而损害系统的可 靠性、实用、先进等原则, 而更该考虑系统的性 价比。在实现功能、保证可靠性的前提下, 不同 特点的子系统根据要求不同, 规模不同, 通过优 化控制系统结构, 采用不同的控制器 ( 前提当然 是系列统一、通讯无缝、软件一致等) , 既可保证 系统的先进、实用, 又没有使维护、使用成本增 加。兼顾经济性原则, 以达到控制整个系统投资 的目的。
CHEN Tao, ZHANG Wei- hong
(China Communications Information Centre, Beijing 100007, China)
Abstr act: Based on the description of the objective and principle of modern bulk cargo wharf production and
Key wor ds: bulk cargo wharf; production and operation management system; innovative technique
我国经济的高速发展, 对煤炭、石油、铁矿 石、钢材、粮食等需求增加, 由于市场运力有限, 散货运输出现了一个新的高峰, 船东和货主都在 寻找装卸效率高的散货码头进行装卸。我国近几 年建设的散货码头正在向专业化、大型化和装卸 效率高速化的方向发展。
1 现代散货码头生产营运管理控制系统建设目标 及原则 1.1 系统建设目标
现代散货码头生产营运管理控制系统建设总 的目标是: 通过“管控一体化”等技术, 实现码 头生产作业自动化、营运管理数字化, 最终实现 高生产效率、高管理水平、高系统安全、低能耗 成本、低设备故障的散货码头生产营运系统。
具体目标是: 能够准确、安全、可靠、及时、 方便地控制和监测装卸设备 ( 卸船机、装船机、 带 式 输 送 机 、 堆/取 料 机 、 装 车 楼 、 卸 料 小 车 等 ) 的运行; 能够将装卸设备的运行按码头装卸工艺 流程的要求, 有机、协调地关联起来并进行控制, 使装卸工艺流程顺畅地执行; 能够适时地启动控 制或监测装卸辅助设备 ( 干式除尘装置、洒水除 尘装置、夜间作业照明设备、作业现场广播系统、 动力电量监测、供配电系统) ; 能够实现码头现 场、堆场地基、风浪潮、供电等码头环境全方位 监测; 能够完成生产计划运营、船舶调度、堆场 优化管理、设备优化配置、各种统计分析、辅助 生产决策以及客户服务等功能。 1.2 系统建设原则
2 散货码头生产营运管理控制系统创新技术 2.1 流程优化与节能运行技术
使用带式运输机是大量散货在码头水平运输 的成本效益最合理的方法, 但需要准确地计划以 保证具有理想的过程控制、最佳生产能力, 同时 降低部件的磨损。带式运输机对不正确的传送带 张力、振动、过载以及数千个运动部件的所有摩
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2006年 10 月 第 10 期 总第 394 期
·信息技术·
水运工程 Port & Waterway Engineering
Oct. 2006 No. 10 Serial No. 394
现代散货码头生产营运信息化管理
陈 韬, 张伟红
( 中国交通信息中心, 北京 100007)
摘 要: 在介绍现代散货码头营运管理控制系统建设的目标与原则的基础上, 阐述该系统创新技术, 以实现码头生产作
3) 实现变速控制 通过变频驱动装置改变带式输送机的速度对 码头过程控制提供了极大的优势。矢量控制让带 式输送机在较快或较慢的速度下运行以确保物料 以一致和可控的速率输送至下一工序, 使得该工 序可在最佳水平运行。保持胶带具有一致的负载 有助于防止物料卡在转运料槽中而直接进入规定 的工序, 或进入另一条带式输送机。当物料量较 低时, 降低速度也可降低带式输送机部件如惰轮、 皮带轮和轴承等的每日磨损量。 对于装备了变频驱动装置的带式输送机, 定 期保养工作也更为简单。可在非常低的速度下运 行胶带以便更有效地检查胶带及其接头处, 从而 发现导致停机的任何其他故障。驱动装置的慢进 特性便于技术人员在维修期间以较小的增量向前 移动传送带进行定位。 4) 降低能耗 变频驱动控制系统应用于长距离带式输送机 恒转矩负载的高性能调速驱动过程, 对应不同运 量情况下, 选择不同带速运行, 以降低带速运行, 降低生产用电损耗, 降低生产运行成本。 大型散货码头皮带输送机驱动电机的电压等 级及控制 系 统 宜 采 用 690 V 低 压 交 流 变 频 调 速 装 置, 该系统应用于长距离输送机恒转矩负载的高 性能调速驱动过程, 在轻载及重载工况下, 均能 有效控制带式输送机柔性负载的软起动/软停车动 态过程, 实现各带式输送机的驱动点之间的功率 平衡和速度同步, 由此降低快速起动/快速停车过 程对机械和电气系统的冲击, 避免撒料与叠带, 有 效抑制带式输送机动态张力波可能对胶带和机械 设备造成的危害, 延长输送机使用寿命, 增加输
水运工程
2006年
擦造成的损坏非常敏感。由于存在许多可变的因 素会干扰生产过程, 因此, 对带式运输机的精确 控制就成了减少任何潜在问题、损坏与节能的最 有效的方法。
交流变频控制技术在国、内外冶金、矿山、 电力、机械制造等行业已经成为成熟可靠、非常 实用的先进技术。但大型散货码头带式输送机系 统还没有规模化、系统化地使用这种技术。在矿 石、煤炭、粮食等散货码头的带式输送机系统中 全面采用交流变频控制技术, 切实解决散货码头 输送工艺流程工况复杂、流程启停频繁、机械和 电气设备的空载运行率高, 电能浪费很大、装卸 成本大的问题, 提高散货码头生产效益, 节约能 源, 降低生产运行成本。交流变频控制技术用于 带式输送机系统具有以下优势:
业自动化、营运管理数字化, 最终实现高生产效率、高管理水平、高系统安全、低能耗成本、低设备故障的散货码头营运系
统。
关键词: 散货码头; 生产营运管理控制系统; 创新技术
中图分类号: U656.1+39
文献标识码: B
文章编号: 1002- 4972( 2006) 10- 0166- 07
Innovative Technique of Moder n Bulk Car go Whar f Pr oduction and Oper ation Management System
第 10 期
陈 韬, 张伟红: 现代散货码头生产营运信息化管理
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