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1 背景技术
神华黄骅港务有限责任公司位于河北省沧州市以东约90km的渤海之滨，是我国西煤东运第二大通道的出海口，也是目前我国第二大煤炭枢纽港，到目前为止该港口具备年吞吐煤炭1.4亿吨的能力。根据该港口装卸工艺可知装卸所有的煤炭必须经过漏斗给料系统。目前该港口漏斗给料系统采用两种方式：倾斜式振动给料机系统和活化给料机系统。一期、二期、二期扩容工程中9台翻车机采用德国AViTEQ公司生产的倾斜式振动给料机系统，其中每台翻车机使用5套倾斜式振动给料机，共用45套；三期工程中2台翻车机和24座筒仓采用美国通用振动公司生产的活化给料机系统，其中每台翻车机使用9套活化给料机，每个筒仓用6套活化给料机，共用162套。综上所述，无论是倾斜式振动给料机系统还是活化给料机系统均在黄骅港港口设备中属于关键设备而且应用广泛，因此我们有必要对上述两套系统进行研究分析，进而做好相应设备维修管理工作，为港口顺利生产保驾护航。
2 倾斜式振动给料机
本港一、二期工程采用德国AViTEQ公司设计的倾斜式振动给料机，其额定给料能力为800T/H，其主要包括机械和电气两大部分。下面针对其工作原理，机械、电气各个主要组成部分和控制程序进行研究分析。
2.1 倾斜式振动给料机原理
倾斜式振动给料机是利用特制的振动电机驱动给料槽沿倾斜方向作周期直线往复振动来实现的。当给料槽振动的加速度垂直分量大于重力加速度时，槽中的物料被抛起，由于振动电机的连续运转，槽中的物料连续向前作跳跃运动，由此以达到给料目的。
2.2 倾斜式振动给料机机械结构
倾斜式振动给料机机械结构如图1所示：
图1 倾斜式振动给料机机械结构图
倾斜式振动给料机主要有三部分组成：给料槽体、振动电机和隔振弹簧。振动电机通过高强度螺栓与给料槽体紧固联接成为一整体构成参振质体；参振质体与机架之间的隔振弹簧用来减轻振动对基础的动负荷。两台振动电机同时接通电源并反向旋转达到同步运转时，振动电机就会产生往复直线的激振力，从而使参振质体产生往复直线运动，振动槽体上物料就会向前运动。弹簧起到隔振作用。
3 倾斜式振动给料机电气部分
3.1 电气部分构成
倾斜式振动给料机电气部分由6部分组成：可编程逻辑控制器（PLC）、I/O模块、人机界面、变频器、漏斗物料检测装置和振动电机。
3.1.1 可编程逻辑控制器（PLC）
可编程逻辑控制器采用AB公司生产的PLC-5/80C模块，其具有编程简单、维护方便、可靠性高、结构紧凑、性能好等特点。其功能是控制给料机启动停止并调节给料量。
3.1.2 I/O模块
I/O模块采用AB公司生产的1794系列I/O模块，其是一种灵活的、高性能价格比、适用于分布式应用的模块化I/O，只需要较小的安装空间就能提供像大框架式I/O一样的功能，有开关量、模拟量、继电器和计数器四种类型模块。其功能是为PLC和现场设备信号起桥梁作用：振动电机超温信号、变频器运行和故障信号通过开关量输入模块1794-IB16反馈给PLC；PLC通过开关量输出模块1794-OB16控制变频器启停信号和变频器复位信号；PLC通过模拟输出模块1794-OE4控制变频器输出频率，控制振动电机转速达到控制给料器的给料量的目的。
3.1.3 人机界面
人机界面采用AB公司RSVIEW32软件，其是一种易用的、可集成的、基于组件的、用于监视和控制生产过程的人机界面软件，它基于微软最成熟的Windows平台而设计，而且把ActiveX控制嵌入画面的人机见面软件。操作人员通过它来启停漏斗给料机、设定给料量，实现给料机人为可控。
3.1.4 变频器
变频器采用VACON公司 NXS型号的变频器，其是一种紧凑的交流驱动器，供电电压为208-690VAC，其硬件包括：由温度控制的插接式风机、可插拔的控制面板、独立分离的控制单元、组合灵活的I/O端子、可靠地功率模块；主要产品特性：易于使用显示面板、高斩波频率低噪声、静态速度误差<1%、低转矩波动、起动转矩>200%、适用于多电机驱动。其主要功能是变频器控制单元根据PLC传来的4—20mA模拟量信号，通过功率模块转换成相对应频率（0-50HZ），控制振动电机转速。
3.1.5 振动电机
振动电机采用弗兰德里希公司生产的NT1300-6型号电机。该电机的两端分别有一对偏心块，其中一个偏心块与电机轴用键槽相连接，另一个偏心快是靠螺栓的旋紧力与轴夹紧的。夹紧螺母（螺栓）松开后，可以绕电机轴转动以调节激振力的大小，当转动偏心快时，可以看到明显的标识，根据所需激振力的大小可以在0—100%的范围内任意调整。注意：单台振动电机两端的偏心块调整的百分数要一致，给料机两侧的两台振动电机也要调整一致。偏心块拧紧力矩为300Nm，当有两个以上螺栓时，要交替拧紧三次（0—激振力为0振幅为0，100%—激振力最大振幅最大）。
电机座系铸造体，支撑底脚的间距宽，并附有加强筋，全封闭，不消震，用以传递离心力。定子及绕组被压缩在电机座中。电机两端盖中，压入了刚性很好的圆柱滚动轴承。轴承已经永久润滑，无需再保养，结实主轴与压配在主轴上的电机转子一起支撑在圆柱轴承上回转。主轴穿过壳盖处装有存油脂槽及V形环加以密封。其是振动给料机的振动源，通过振动使给料机产生晃动，使物料均匀连续地给到带式输送机上，振动电机最佳工作频率为30—50Hz，因当频率过低时（小于20Hz左右时）振动电机就不能同步，给料机就不能正常工作。
3.1.6 漏斗物料检测装置
漏斗物料检测装置采用有两种形式：一种为倾斜式水银料流检测开关，安装在给料器出口处，当漏斗中有物料时，物料使开关中水银倾斜触发开关动作，说明漏斗中有物料，具备启动给料机的条件。另一种为称重传感器，安装在漏斗钢结构中，其将钢结构形变量转换成模拟量信号，并将该信号传递给PLC单元，进而计算出漏斗料位，实现对料位的实时监测。 3.2 倾斜式振动给料机控制过程
倾斜式振动给料机根据不同工况需要可以分成：就地操作控制，自动操作控制、手动操作控制。自动操作控制：当地面皮带启动并且漏斗物料检测装置检测到漏斗有物料，PLC程序自动启动变频器，通过变频器控制两台振动电机产生振动，将漏斗物料输送给地面皮带。手动操作控制：主要是根据操作人的意愿，通过人机交互界面，人为控制漏斗给料系统启动，当漏斗物料检测装置检测漏斗没有物料后，就自动停止给料。就地操作控制：主要是在点检和维修方面，现场操作漏斗给料机，便于观察其运行情况，出现问题是及时停止其动作。为了使物料从漏斗中均匀连续或定量地给到带式输送机，避免皮带撒料，实现清洁生产，保障振动给料机设备安全，我们在程序上采取如下保护控制：（1）通过程序设计在人机界面中实现操作员既能控制单个给料机流量，也能可以5个振动给料机一起调整，实现物料从漏斗中均匀连续或定量地传送到带式输送机上。（2）实现振动电机保护控制，当操作员操作错误时，即电机工作频率在30至50HZ之外时，PLC程序自动使振动给料系统工作在允许频率范围之内。（3）为保证整个流程给料的安全性，避免漏斗长时间无料振动造成给料机机损，程序设定只有皮带机的启动、给料信号和漏斗物料检测信号都具备时给料机才能够启动。（4）为避免皮带给料不均匀和皮带撒料，程序设定当漏斗有两个及以上空斗时，给料机给料量自动降到初始值并通过RSVIEW32报警提示操作人员注意调整给料量。（5）为保障皮带流量值不超过额定值，程序设定皮带实际瞬时流量值超过额定值的90%时，给料机给料量自动降到初始值并通过RSVIEW32报警提示操作人员注意调整给料量。
4 活化给料机
本港三期工程采用美国通用振动（GK）公司设计的活化给料机，其额定给料能力为1350T/H，其主要包括机械和电气两大部分。下面针对其工作原理，机械、电气各个主要组成部分和控制程序进行研究分析。
4.1 活化给料机原理
活化给料机原理：活化振动给料机其振动系统采用近（或亚） 共振的振动原理设计，工作时振动电机（一级振动源）带动一个较小的槽形物体振动（二级振动体），再通过弹簧组合带动给料机主体振动（三级振动体），这样就能利用较小的振动源通过级级放大和反馈放大生产较大的激振力，驱动给料机本体振动，也就是近（亚）共振双质体振动。
4.2 活化给料机机械结构
活化给料机主要有三部分组成（见图2）：设备本体、密封部件和接口部分。其中设备本体包括：激振电机及可变力轮、主体框架、电机框架、激振弹簧、隔振弹簧、活化块、下料曲线槽、观察清理窗口、调整杆；密封部件包括：入口软连接、出口软连接；接口部分包括与料斗连接的入口落煤管；与皮带机导料槽连接的出口落煤管。
图2 活化给料机机械结构图
活化给料机本体与漏斗或筒仓有机连接在一起，工作时激振电机运行通过激振弹簧使设备本体振动，产生的振动力通过活化块高效地传递到物料顶部，振动力产生的扰动能量使物料松动并下落，由于给料口是开口的，物料在被振松的同时会自动下落，因此振动时物料不会越振越实，在给料机内的物料下落的同时给料机上部的物料由于重力的作用和给料机的振动疏松作用会自动滑落到给料机内，通过给料机两侧的下料曲线槽被传输到下部出口，从而保证物料的连续下落对中给料。
4.3 活化给料机电气部分
活化给料机电气部分由6部分组成：可编程逻辑控制器（PLC）、I/O模块、人机界面、漏斗物料检测装置、激振电机及可变力轮和压缩空气调速系统。
4.3.1 可编程逻辑控制器（PLC）
可编程逻辑控制器采用AB公司生产的1756-L73模块，其具有编程简单、维护方便、可靠性高、结构紧凑、性能好等特点。其功能是控制给料机启动停止并调节给料量。
4.3.2 I/O模块
I/O模块采用AB公司生产的1756系列I/O模块，其是基于ControlLogix平台的I/O，可以和各种各样的过程控制信号相连，有开关量、模拟量、继电器和计数器四种类型模块。其功能是为PLC和现场设备信号起桥梁作用：激振电机超温信号、活化给料机运行和故障信号通过开关量输入模块1756-IB16A反馈给PLC；PLC通过开关量输出模块1756-OB16A控制活化给料机启停信号；PLC通过模拟输出模块1756-OF8A控制活化给料机压缩空气气压，控制激振电机中可变力轮达到控制给料器的给料量的目的。
4.3.3 人机界面
人机界面采用AB公司RSVIEW32软件，其是一种易用的、可集成的、基于组件的、用于监视和控制生产过程的人机界面软件，它基于微软最成熟的Windows平台而设计，而且把ActiveX控制嵌入画面的人机见面软件。操作人员通过它来启停给料机、设定给料量，实现给料机人为可控。
4.3.4 压缩空气调速系统：
压缩空气调速系统是由美国通用振动（GK）公司设计生产的，其作用是通过调节压缩空气气压，控制激振电机中可变力轮，改变激振电机输出的振动力，控制给料量。其包括气源和调速控制箱（如图3）两部分，按工作方式分成两种：①就地手动调节：压缩空气从进气口进入，经手动调节阀（逆时针旋转旋钮输出气压减小，顺时针增大）、状态转换阀（位于manual位置），到出气口输出到可变力轮，出气口内侧旁路接有气压表，可实时显示输出压力。②远程自动调节：压缩空气从进气口进入，经变送器（4-20mA远程信号调节，4mA对应0气压，最大出力；20mA对应70PSI气压，最小出力）比例调节后气压，送往增压阀伺服端，控制增压阀的主回路的压力按比例输出，最后经状态转换阀（位于automatic位置），到出气口输出到可变力轮，出气口内侧旁路接有气压表，可实时显示输出压力。
图3 调速控制箱示意图 4.3.4 激振电机及可变力轮
激振电机及可变力轮采用美国通用振动（GK）公司的专利产品。每台激振电机两侧均安装有一个可变力轮，与电机一同转动，从调速控制箱输出的调节后的压缩空气经气动联接管、旋转连接，送入可变力轮内腔，推动平衡柱塞移动，压缩空气压力施加于平衡柱塞端面并使其随时改变相对于转动中心的位置，增大或减小激振力幅，从而改变出料量，在激振电机转速不变的同时调整出料量。
4.3.5 漏斗物料检测装置
漏斗物料检测装置采用为超能声波传感器，安装在漏斗或筒仓上方，其通过计算返回超声波时间转换成模拟量信号，并将该信号传递给PLC单元，进而计算出料位，实现对料位的实时监测。
4.4 活化给料机控制过程
活化给料机和倾斜式振动给料机控制过程类似，不同之处是活化给料机是PLC通过模拟量输出信号调整压缩空气调速系统中压缩空气压力，通过改变恒速转动激振电机中可变力轮位置，改变激振力，进而控制出料量；而倾斜式振动给料机是PLC通过模拟量输出信号控制变频器输出频率，改变振动电机转速，进而控制出料量。
5 结语
活化给料机和倾斜式振动给料机在神华黄骅港生产中虽然都能满足现场给料需求，但是通过两套系统实际运行我们发现活化给料机比倾斜式振动给料机在以下5个方面的优势明显：
（1）可靠性方面：活化给料机运行设备运行安全可靠、寿命长、维护少；倾斜式振动给料机的物料流通性差、堵煤严重，工作环境恶劣，设备故障率高。
（2）出力调节方面：活化给料机采用可变力轮，可以在线无级调整出料量；倾斜式振动给料机通过振动电机震动，出力不均匀，易发生堵料。
（3）文明生产方面：活化给料机结构紧凑，密封效果良好，无洒煤、漏煤、粉尘飞扬现象；倾斜式振动给料机洒煤、漏煤和粉尘污染严重，文明生产状况极差。
（4）土建施工要求方面：活化给料机安装高度低，基础简单；倾斜式振动给料机安装高度较高，土建工作量较大。
（5）运行检修维护方面：活化给料机下料通畅，无堵煤问题；直接对中下落 到输送皮带中部，避免皮带跑偏问题，维护少保养简单；倾斜式振动给料机存在堵煤、跑偏问题，传动部件多，磨损件多，维护工作量大。
我们国家特别是北方地区深受雾霾天气影响，国家相关部门要求降低企业在生产过程中产生的粉尘，从上述分析可知活化给料机更能满足环保要求，因此活化给料机比倾斜式振动给料机更具竞争力，今后在煤炭装卸港口的应用也就越广泛。
神华黄骅港务有限责任公司位于河北省沧州市以东约90km的渤海之滨，是我国西煤东运第二大通道的出海口，也是目前我国第二大煤炭枢纽港，到目前为止该港口具备年吞吐煤炭1.4亿吨的能力。根据该港口装卸工艺可知装卸所有的煤炭必须经过漏斗给料系统。目前该港口漏斗给料系统采用两种方式：倾斜式振动给料机系统和活化给料机系统。一期、二期、二期扩容工程中9台翻车机采用德国AViTEQ公司生产的倾斜式振动给料机系统，其中每台翻车机使用5套倾斜式振动给料机，共用45套；三期工程中2台翻车机和24座筒仓采用美国通用振动公司生产的活化给料机系统，其中每台翻车机使用9套活化给料机，每个筒仓用6套活化给料机，共用162套。综上所述，无论是倾斜式振动给料机系统还是活化给料机系统均在黄骅港港口设备中属于关键设备而且应用广泛，因此我们有必要对上述两套系统进行研究分析，进而做好相应设备维修管理工作，为港口顺利生产保驾护航。
2 倾斜式振动给料机
本港一、二期工程采用德国AViTEQ公司设计的倾斜式振动给料机，其额定给料能力为800T/H，其主要包括机械和电气两大部分。下面针对其工作原理，机械、电气各个主要组成部分和控制程序进行研究分析。
2.1 倾斜式振动给料机原理
倾斜式振动给料机是利用特制的振动电机驱动给料槽沿倾斜方向作周期直线往复振动来实现的。当给料槽振动的加速度垂直分量大于重力加速度时，槽中的物料被抛起，由于振动电机的连续运转，槽中的物料连续向前作跳跃运动，由此以达到给料目的。
2.2 倾斜式振动给料机机械结构
倾斜式振动给料机机械结构如图1所示：
图1 倾斜式振动给料机机械结构图
倾斜式振动给料机主要有三部分组成：给料槽体、振动电机和隔振弹簧。振动电机通过高强度螺栓与给料槽体紧固联接成为一整体构成参振质体；参振质体与机架之间的隔振弹簧用来减轻振动对基础的动负荷。两台振动电机同时接通电源并反向旋转达到同步运转时，振动电机就会产生往复直线的激振力，从而使参振质体产生往复直线运动，振动槽体上物料就会向前运动。弹簧起到隔振作用。
3 倾斜式振动给料机电气部分
3.1 电气部分构成
倾斜式振动给料机电气部分由6部分组成：可编程逻辑控制器（PLC）、I/O模块、人机界面、变频器、漏斗物料检测装置和振动电机。
3.1.1 可编程逻辑控制器（PLC）
可编程逻辑控制器采用AB公司生产的PLC-5/80C模块，其具有编程简单、维护方便、可靠性高、结构紧凑、性能好等特点。其功能是控制给料机启动停止并调节给料量。
3.1.2 I/O模块
I/O模块采用AB公司生产的1794系列I/O模块，其是一种灵活的、高性能价格比、适用于分布式应用的模块化I/O，只需要较小的安装空间就能提供像大框架式I/O一样的功能，有开关量、模拟量、继电器和计数器四种类型模块。其功能是为PLC和现场设备信号起桥梁作用：振动电机超温信号、变频器运行和故障信号通过开关量输入模块1794-IB16反馈给PLC；PLC通过开关量输出模块1794-OB16控制变频器启停信号和变频器复位信号；PLC通过模拟输出模块1794-OE4控制变频器输出频率，控制振动电机转速达到控制给料器的给料量的目的。
3.1.3 人机界面
人机界面采用AB公司RSVIEW32软件，其是一种易用的、可集成的、基于组件的、用于监视和控制生产过程的人机界面软件，它基于微软最成熟的Windows平台而设计，而且把ActiveX控制嵌入画面的人机见面软件。操作人员通过它来启停漏斗给料机、设定给料量，实现给料机人为可控。
3.1.4 变频器
变频器采用VACON公司 NXS型号的变频器，其是一种紧凑的交流驱动器，供电电压为208-690VAC，其硬件包括：由温度控制的插接式风机、可插拔的控制面板、独立分离的控制单元、组合灵活的I/O端子、可靠地功率模块；主要产品特性：易于使用显示面板、高斩波频率低噪声、静态速度误差<1%、低转矩波动、起动转矩>200%、适用于多电机驱动。其主要功能是变频器控制单元根据PLC传来的4—20mA模拟量信号，通过功率模块转换成相对应频率（0-50HZ），控制振动电机转速。
3.1.5 振动电机
振动电机采用弗兰德里希公司生产的NT1300-6型号电机。该电机的两端分别有一对偏心块，其中一个偏心块与电机轴用键槽相连接，另一个偏心快是靠螺栓的旋紧力与轴夹紧的。夹紧螺母（螺栓）松开后，可以绕电机轴转动以调节激振力的大小，当转动偏心快时，可以看到明显的标识，根据所需激振力的大小可以在0—100%的范围内任意调整。注意：单台振动电机两端的偏心块调整的百分数要一致，给料机两侧的两台振动电机也要调整一致。偏心块拧紧力矩为300Nm，当有两个以上螺栓时，要交替拧紧三次（0—激振力为0振幅为0，100%—激振力最大振幅最大）。
电机座系铸造体，支撑底脚的间距宽，并附有加强筋，全封闭，不消震，用以传递离心力。定子及绕组被压缩在电机座中。电机两端盖中，压入了刚性很好的圆柱滚动轴承。轴承已经永久润滑，无需再保养，结实主轴与压配在主轴上的电机转子一起支撑在圆柱轴承上回转。主轴穿过壳盖处装有存油脂槽及V形环加以密封。其是振动给料机的振动源，通过振动使给料机产生晃动，使物料均匀连续地给到带式输送机上，振动电机最佳工作频率为30—50Hz，因当频率过低时（小于20Hz左右时）振动电机就不能同步，给料机就不能正常工作。
3.1.6 漏斗物料检测装置
漏斗物料检测装置采用有两种形式：一种为倾斜式水银料流检测开关，安装在给料器出口处，当漏斗中有物料时，物料使开关中水银倾斜触发开关动作，说明漏斗中有物料，具备启动给料机的条件。另一种为称重传感器，安装在漏斗钢结构中，其将钢结构形变量转换成模拟量信号，并将该信号传递给PLC单元，进而计算出漏斗料位，实现对料位的实时监测。 3.2 倾斜式振动给料机控制过程
倾斜式振动给料机根据不同工况需要可以分成：就地操作控制，自动操作控制、手动操作控制。自动操作控制：当地面皮带启动并且漏斗物料检测装置检测到漏斗有物料，PLC程序自动启动变频器，通过变频器控制两台振动电机产生振动，将漏斗物料输送给地面皮带。手动操作控制：主要是根据操作人的意愿，通过人机交互界面，人为控制漏斗给料系统启动，当漏斗物料检测装置检测漏斗没有物料后，就自动停止给料。就地操作控制：主要是在点检和维修方面，现场操作漏斗给料机，便于观察其运行情况，出现问题是及时停止其动作。为了使物料从漏斗中均匀连续或定量地给到带式输送机，避免皮带撒料，实现清洁生产，保障振动给料机设备安全，我们在程序上采取如下保护控制：（1）通过程序设计在人机界面中实现操作员既能控制单个给料机流量，也能可以5个振动给料机一起调整，实现物料从漏斗中均匀连续或定量地传送到带式输送机上。（2）实现振动电机保护控制，当操作员操作错误时，即电机工作频率在30至50HZ之外时，PLC程序自动使振动给料系统工作在允许频率范围之内。（3）为保证整个流程给料的安全性，避免漏斗长时间无料振动造成给料机机损，程序设定只有皮带机的启动、给料信号和漏斗物料检测信号都具备时给料机才能够启动。（4）为避免皮带给料不均匀和皮带撒料，程序设定当漏斗有两个及以上空斗时，给料机给料量自动降到初始值并通过RSVIEW32报警提示操作人员注意调整给料量。（5）为保障皮带流量值不超过额定值，程序设定皮带实际瞬时流量值超过额定值的90%时，给料机给料量自动降到初始值并通过RSVIEW32报警提示操作人员注意调整给料量。
4 活化给料机
本港三期工程采用美国通用振动（GK）公司设计的活化给料机，其额定给料能力为1350T/H，其主要包括机械和电气两大部分。下面针对其工作原理，机械、电气各个主要组成部分和控制程序进行研究分析。
4.1 活化给料机原理
活化给料机原理：活化振动给料机其振动系统采用近（或亚） 共振的振动原理设计，工作时振动电机（一级振动源）带动一个较小的槽形物体振动（二级振动体），再通过弹簧组合带动给料机主体振动（三级振动体），这样就能利用较小的振动源通过级级放大和反馈放大生产较大的激振力，驱动给料机本体振动，也就是近（亚）共振双质体振动。
4.2 活化给料机机械结构
活化给料机主要有三部分组成（见图2）：设备本体、密封部件和接口部分。其中设备本体包括：激振电机及可变力轮、主体框架、电机框架、激振弹簧、隔振弹簧、活化块、下料曲线槽、观察清理窗口、调整杆；密封部件包括：入口软连接、出口软连接；接口部分包括与料斗连接的入口落煤管；与皮带机导料槽连接的出口落煤管。
图2 活化给料机机械结构图
活化给料机本体与漏斗或筒仓有机连接在一起，工作时激振电机运行通过激振弹簧使设备本体振动，产生的振动力通过活化块高效地传递到物料顶部，振动力产生的扰动能量使物料松动并下落，由于给料口是开口的，物料在被振松的同时会自动下落，因此振动时物料不会越振越实，在给料机内的物料下落的同时给料机上部的物料由于重力的作用和给料机的振动疏松作用会自动滑落到给料机内，通过给料机两侧的下料曲线槽被传输到下部出口，从而保证物料的连续下落对中给料。
4.3 活化给料机电气部分
活化给料机电气部分由6部分组成：可编程逻辑控制器（PLC）、I/O模块、人机界面、漏斗物料检测装置、激振电机及可变力轮和压缩空气调速系统。
4.3.1 可编程逻辑控制器（PLC）
可编程逻辑控制器采用AB公司生产的1756-L73模块，其具有编程简单、维护方便、可靠性高、结构紧凑、性能好等特点。其功能是控制给料机启动停止并调节给料量。
4.3.2 I/O模块
I/O模块采用AB公司生产的1756系列I/O模块，其是基于ControlLogix平台的I/O，可以和各种各样的过程控制信号相连，有开关量、模拟量、继电器和计数器四种类型模块。其功能是为PLC和现场设备信号起桥梁作用：激振电机超温信号、活化给料机运行和故障信号通过开关量输入模块1756-IB16A反馈给PLC；PLC通过开关量输出模块1756-OB16A控制活化给料机启停信号；PLC通过模拟输出模块1756-OF8A控制活化给料机压缩空气气压，控制激振电机中可变力轮达到控制给料器的给料量的目的。
4.3.3 人机界面
人机界面采用AB公司RSVIEW32软件，其是一种易用的、可集成的、基于组件的、用于监视和控制生产过程的人机界面软件，它基于微软最成熟的Windows平台而设计，而且把ActiveX控制嵌入画面的人机见面软件。操作人员通过它来启停给料机、设定给料量，实现给料机人为可控。
4.3.4 压缩空气调速系统：
压缩空气调速系统是由美国通用振动（GK）公司设计生产的，其作用是通过调节压缩空气气压，控制激振电机中可变力轮，改变激振电机输出的振动力，控制给料量。其包括气源和调速控制箱（如图3）两部分，按工作方式分成两种：①就地手动调节：压缩空气从进气口进入，经手动调节阀（逆时针旋转旋钮输出气压减小，顺时针增大）、状态转换阀（位于manual位置），到出气口输出到可变力轮，出气口内侧旁路接有气压表，可实时显示输出压力。②远程自动调节：压缩空气从进气口进入，经变送器（4-20mA远程信号调节，4mA对应0气压，最大出力；20mA对应70PSI气压，最小出力）比例调节后气压，送往增压阀伺服端，控制增压阀的主回路的压力按比例输出，最后经状态转换阀（位于automatic位置），到出气口输出到可变力轮，出气口内侧旁路接有气压表，可实时显示输出压力。
图3 调速控制箱示意图 4.3.4 激振电机及可变力轮
激振电机及可变力轮采用美国通用振动（GK）公司的专利产品。每台激振电机两侧均安装有一个可变力轮，与电机一同转动，从调速控制箱输出的调节后的压缩空气经气动联接管、旋转连接，送入可变力轮内腔，推动平衡柱塞移动，压缩空气压力施加于平衡柱塞端面并使其随时改变相对于转动中心的位置，增大或减小激振力幅，从而改变出料量，在激振电机转速不变的同时调整出料量。
4.3.5 漏斗物料检测装置
漏斗物料检测装置采用为超能声波传感器，安装在漏斗或筒仓上方，其通过计算返回超声波时间转换成模拟量信号，并将该信号传递给PLC单元，进而计算出料位，实现对料位的实时监测。
4.4 活化给料机控制过程
活化给料机和倾斜式振动给料机控制过程类似，不同之处是活化给料机是PLC通过模拟量输出信号调整压缩空气调速系统中压缩空气压力，通过改变恒速转动激振电机中可变力轮位置，改变激振力，进而控制出料量；而倾斜式振动给料机是PLC通过模拟量输出信号控制变频器输出频率，改变振动电机转速，进而控制出料量。
5 结语
活化给料机和倾斜式振动给料机在神华黄骅港生产中虽然都能满足现场给料需求，但是通过两套系统实际运行我们发现活化给料机比倾斜式振动给料机在以下5个方面的优势明显：
（1）可靠性方面：活化给料机运行设备运行安全可靠、寿命长、维护少；倾斜式振动给料机的物料流通性差、堵煤严重，工作环境恶劣，设备故障率高。
（2）出力调节方面：活化给料机采用可变力轮，可以在线无级调整出料量；倾斜式振动给料机通过振动电机震动，出力不均匀，易发生堵料。
（3）文明生产方面：活化给料机结构紧凑，密封效果良好，无洒煤、漏煤、粉尘飞扬现象；倾斜式振动给料机洒煤、漏煤和粉尘污染严重，文明生产状况极差。
（4）土建施工要求方面：活化给料机安装高度低，基础简单；倾斜式振动给料机安装高度较高，土建工作量较大。
（5）运行检修维护方面：活化给料机下料通畅，无堵煤问题；直接对中下落 到输送皮带中部，避免皮带跑偏问题，维护少保养简单；倾斜式振动给料机存在堵煤、跑偏问题，传动部件多，磨损件多，维护工作量大。
我们国家特别是北方地区深受雾霾天气影响，国家相关部门要求降低企业在生产过程中产生的粉尘，从上述分析可知活化给料机更能满足环保要求，因此活化给料机比倾斜式振动给料机更具竞争力，今后在煤炭装卸港口的应用也就越广泛。