引言

煤倉倉位作為煤業公司生產的重要設備，在煤炭生產過程中發揮著重要的作用。由于煤的顆粒大小不同、形狀各異、密度不均勻，且含有其他雜質，同時煤倉倉位是動態變化量，且生產環境復雜等客觀原因，使得目前各種物位計在選煤廠的使用情況并不太理想，常常需人工進行測量，故基于生產實踐的需求，公司改進研發了重錘式倉位計。

 

煤業公司原煤倉一直采用雷達式倉位計進行倉位計量，該設備采用微波技術來檢測料位，采用集成電路，利用雷達原理、數字信號處理等技術進行工作。該設備在使用過程中，由于煤倉情況比較復雜惡劣，容易受到煤塵、水霧、堆煤角度等煤倉內各種實際條件的影響，在不同工況下測量數值不穩定，波動沒有規律可循。在公司的實際使用中，還存在著與調度室沒有建立直接的數據通信，不能實時顯示倉位信息的情況，實際生產中主要通過皮帶機司機、調度員利用對講機溝通，由于工作環境嘈雜，信息不能及時傳遞，導致調度室不能掌握倉位實時數據，在數據的讀取和反饋方面有延時，不能及時反映真實工況，極大地影響了調度工作效率、生產進度安排[1]。因此，公司基于 STC12C5A60S2 芯片設計了智能重錘式原煤倉位計及其配套無線監控儀，來解決上述問題。 1 技術優勢及創新點重錘式倉位計（如圖 1）的工作流程為料位探測過程由控制器發出的信號來控制，當傳感器接到探測命令時，電機正轉，經蝸輪、蝸桿減速后帶動齒輪軸和繞線筒轉動，使鋼絲繩下放，帶動重錘由倉頂下降，當重錘降至料面被測面托起而失重，鋼絲繩松弛，靈敏杠桿動作使微動開關接觸，控制器得到該信號即發出電機反轉命令，重錘上升返回，直到碰頂開關電機停轉，重錘回到倉頂原位置完成一次探測過程。此過程中控制器通過檢測繞線筒的圈數計算出重錘從倉頂到料面的距離。該料位計較為適于煤炭的固態物位測量[2-4]。

1.1 技術優勢

通過分析，對比傳統雷達式倉位儀重錘式倉位計具有以下幾方面優點：不受煤塵、水霧、堆煤角度等煤倉內惡劣條件影響，測量數值穩定，結果可信度高；調度室，能夠實時顯示倉位信息；使用國標配件，更換方便，維護費用低；所有電路采用模塊化設計，擴展性能好，維修更換方便（如下頁表 1 所示）。 

1.2 本套設備的創新點 

1.2.1 倉位計部分

本裝置采用 STC12C5A60S2 主控，應用廣泛的C 語言編程，機械控制靈活可靠；機械部件除繞繩滾筒外，全部使用通用國標配件，更換方便，維護費用低；所有電路采用模塊化設計，擴展性能好，維修更換方便；采用直流蝸輪蝸桿電動機驅動，繞繩滾筒實現了機械閉鎖，防止倒轉；滾珠絲杠副作為輔助繞線器，防止鋼絲繩重復纏繞影響測量精度；使用接近開關實現重錘位置檢測，可靠性強；EE- SX671WR光電開關搭配 50 線不銹鋼碼盤作為距離傳感器，理論精度高；利用特殊設計的鋰基脂罐保證了機械部與煤塵隔離；機械部分與電子器件分倉安裝，避免粉塵干擾，減少后期維護成本，大幅提高機械使用的可靠性[5]。 

 

1.2.2 無線監控部分

采用 SX1278 無線通訊模塊，結構簡單實用，傳輸距離遠，信號穩定其意義在于：實現了雙向信號通訊，可以定時更新倉位數據；實現對倉位計的遠距離無線遙控，測得即時數據；自動計算滿倉時間點，并在滿倉前進行報警；根據煤位情況，智能計算測量間隔時間，接近空倉時，大幅延長測量間隔時間，延長了使用壽命。 

 

2 應用情況及經濟效益

2.1 應用情況

本套設備采用機械式測量，抗干擾能力強，不受煤塵等影響，不受介質濕度、溫度、電導率等的影響。采用單片機控制，無線模塊傳輸，原理簡單結構可靠。此套設備實際使用情況良好，測量數據可信度高，使用幾個月來，未出現重大故障，日常維護保養簡單，電控部分由于采用模塊化設計，模塊更換方便，出現的小故障便于維修。

 

使用過程中針對出現的問題進行了部分改進。改變錘頭的形狀，由原來的十字形錘頭更換為柱狀錘頭，降低對錘頭的沖擊力；在倉位計下部下料方側面加裝擋板，減少煤炭對錘頭的沖擊，減少掉錘；使用鋼絲繩與錘頭連接，減少線纜卡滯現象；在錘頭上部加裝橡皮墊，既起到除塵作用，也減小了錘頭上行到頂部時的沖擊力，保障設備正常運行。安裝此套設備后，保證了調度室掌握實時原煤倉倉位數據，從而能夠準確地布置綜采、機掘當班生產任務量，提高了生產效率。 

 

2.2 經濟效益

截止目前，公司設計的重錘式原煤倉位計及其無線監控儀運行平穩，測量數據可靠。該套設備由我單位自主設計研發，除機箱結構件、繞繩滾筒為委托加工外，其余 43 部配件全部通過網絡采購，自主拼裝，共花費 8000 余元，對比進口雷達式倉位計，成本僅為其 1/10。使用 5 個月以來，除調試階段外，未出現故障。該套測量系統結構合理，運行可靠，除為我礦節約 7 萬余元設備采購費外，也節省了大筆維護、調試費用，保證了調度室掌握實時原煤倉倉位數據，從而能夠準確的布置綜采、機掘當班生產任務量，取得了較好的經濟效益。 

 

3 結語

針對公司雷達式原煤倉倉位計測量數值漂移，測量結果可信度低等問題，發明的這套基于STC12C5A60S2 芯片的智能重錘式原煤倉倉位計及其無線監控儀，解決了實際運行中出現的干擾因素和問題，為調度室提供了準確可靠的實時原煤倉倉位數據，對相關測量設備的使用和改進有借鑒作用。