石曉林

摘要：四大機車是焦爐日常生產(chǎn)中的主要機械設備，其中推焦車又稱推焦機。是把焦炭推出焦爐炭化室的機械設備。它移動于焦爐機側各炭化室之間，由推焦、平煤、 摘掛爐門與車體行走機構等部分組成。推焦操作是用推焦桿頭部將焦炭推出，推焦桿下有平齒條，由電動機帶動的齒輪傳動。推焦桿上有壓縮空氣導管，用以清除炭化室頂部石墨。平煤操作由平煤桿進行，帶出的余煤落入煤斗，定期送至料倉提升機內(nèi)。摘掛爐門裝置由可移機架、松緊上下橫鐵用的電動機及啟摘 爐門機構組成。本文重點對推焦和平煤操作如何實現(xiàn)一鍵操控，進行詳細講述。

關鍵詞： 焦爐；推焦車；推焦；平煤；連鎖；編碼器。

1  傳統(tǒng)的推焦車操控描述

推焦車最主要功能一是通過推焦桿把成熟的焦炭從炭化室中推出，二是將按裝煤車裝入的煤通過平煤桿平整。完成這兩項工作的推焦桿和平煤桿及其控制系統(tǒng)就成為了推焦車中兩個最重要的設備系統(tǒng)。傳統(tǒng)的推焦機推焦桿和平煤桿控制采用老式的主令控制器，傳統(tǒng)主令控制器是有機械凸輪和觸點組成，其觸點部分由于頻繁使用，存在著故障較多，調(diào)整不方便且控制精度低，壽命短等特點。其鏈輪部分還容易受環(huán)境的制約，常出現(xiàn)脫齒、錯齒現(xiàn)象，造成設備故障。嚴重制約著焦爐的生產(chǎn)。生產(chǎn)崗位人員推焦時必須全神貫注，緊握控制檔桿，保證焦炭的順利推出；平煤時還需要操作平煤桿來回運動，保證煤層平整。推焦和平煤的傳統(tǒng)操作給機車崗位人員的經(jīng)驗和水平提出了更高的要求，同時這兩項操作也成為了焦爐機車邁向自動化，智能化改造上亟待解決的難題。

2  智能推焦平煤系統(tǒng)的搭建

2.1  系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)基于PLC，編碼器，觸摸屏技術，實現(xiàn)了推焦平煤系統(tǒng)的一鍵操控。具有運行可靠、響應速度快、操作精度高、調(diào)整方便的特點，同時增加了編碼器和電氣限位雙重連鎖的保護，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。增加了觸摸屏實施狀態(tài)監(jiān)控，可以清晰的監(jiān)控推焦桿和平煤桿的實時位置狀態(tài)。

2.2  系統(tǒng)組成

本套系統(tǒng)由主控單元、現(xiàn)場檢測單元及DP通訊電纜組成?，F(xiàn)場檢測單元有兩套包括安裝底座、齒輪傳動機構和絕對值光電編碼器。分別與推焦桿，平煤桿的主傳動軸相連接，再通過DP通訊電纜將現(xiàn)場位置信號送至主控單元。主控單元由西門子操作面板TP1500、西門子S7-1500PLC控制系統(tǒng)、繼電器柜等組成；

系統(tǒng)組成圖如下：

2.3   編碼器的選擇

在工業(yè)控制中的定位系統(tǒng)中，接近開關、光電開關的應用已經(jīng)相當成熟了，而且在一定條件下很好用。 但是推焦桿和平煤桿的控制不是簡單的位置控制，在整個行程中有較復雜的算法，根據(jù)不同的行程要求有不同的速度。同時現(xiàn)場的高溫環(huán)境使一般的接近開關類設備的安裝位置無法保證可靠的使用，且會增加系統(tǒng)的硬件構成和接線的復雜性，日常維護工作量也會大大增加，而可靠性卻遠達不到要求。編碼器的特點是除了定位，還可知道具體位置，換算運動速度，與變頻器配合控制相當方便。同時多個控制位置只要一個編碼器就可以解決，完全可以選擇在安全位置來安裝。解決了接近開關類設備在現(xiàn)場安裝麻煩，容易被應力撞壞和受安裝環(huán)境約束等問題，對日常的維護、使用、和降低運行成本都具有優(yōu)勢。因而在工程實際中選擇編碼器來作為位置檢測設備。

2.4  實現(xiàn)方式

推焦車在執(zhí)行推焦平煤過程中，由電機主傳動軸通過機械傳動機構帶動編碼器一起旋轉，編碼器旋轉產(chǎn)生碼值通過DP通訊電纜送到PLC的CPU中。CPU通過程序轉換進行譯碼，運算，分析，累加等一系列處理。進而生成推焦桿和平煤桿的位置信號。此位置信號在PLC程序中與電氣限位先進行一次對比，引入電氣限位信號的主要原因是為了保證編碼器的數(shù)值準確性，進而提高系統(tǒng)的安全性。電氣限位的安裝位置沒有特殊原因的情況下，基本固定。所以在推焦桿或者平煤桿每次到達指定限位時，編碼器的計數(shù)值檢測到位置信號應該不會相差很大。如果出現(xiàn)較大誤差，編碼器會按照電氣限位所在的位置進行自動校驗，以保證編碼器計數(shù)的準確性。同時編碼器計數(shù)的數(shù)值與TP-1500HMI人機界面中人為設定的參數(shù)進行比較。在指定的位置通過程序發(fā)出指定的控制信號，進而控制推焦桿和平煤桿完成相應的操作。

推焦車推焦平煤的總體過程如下：開始（1.開啟總電源--->2.開啟警報--->行車到位--->開啟油泵空壓機）；取門（1.開啟取門裝置--->2.取門臺車前進--->3.掛鉤--->4.開啟壓門栓--->5.提門、取門--->6.開啟尾焦刮板機）；清門（1.開啟自動清門開關--->2.關閉尾焦刮板機）；推焦（1.開啟推焦桿轉換開關--->2.發(fā)出推焦指令--->3.開始推焦--->4.推焦完畢--->5.收回推焦桿--->6.關閉推焦桿轉換開關）；清框（1.開啟清框開關--->2.關閉清框開關）；上門（1.取門、落門--->2.退壓門栓、落鉤--->3.關閉取門轉換開關）；平煤（1.開啟平煤轉換開關--->2.平煤臺車前進--->3.開啟小爐門清掃--->4.接槽前進--->5.開啟平煤刮板機--->6.平煤--->7.平煤結束、收回平煤桿--->8.接槽后退--->9.關閉、壓緊小爐門--->10.關閉平煤轉換開關及刮板機）；結束（推焦平煤結束）

通過編碼器檢測和程序優(yōu)化逐步實現(xiàn)了推焦車的智能推焦平煤，大大簡化了生產(chǎn)崗位的操作流程，優(yōu)化后智能推焦平煤程序實現(xiàn)方式如下（摘選了幾段關鍵程序）：

HMI設計方式：

3  結束語

智能推焦平煤系統(tǒng)投入使用后，在設備管理方面避免了許多機械故障，提高了平煤桿和推焦桿運行的可靠性，提高了平煤系統(tǒng)及推焦系統(tǒng)的響應速度，避免了因人為操作失誤造成的設備生產(chǎn)事故。在生產(chǎn)崗位管理方面，崗位的平煤操作由原來的十步縮減至一步，推焦操作由原來的十九步縮減至一步，大大減輕了崗位的勞動強度，同時降低了對生產(chǎn)崗位人員操作水平的需求，為企業(yè)降本增效，成本管控奠定了，也為今后提升煉焦機械設備自動化，智能化水平鋪平了道路。

參考文獻

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