石曉林

摘要：四大機車是焦爐日常生產中的主要機械設備，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。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就成為了推焦車中兩個最重要的設備系統。傳統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境的制約，常出現脫齒、錯齒現象，造成設備故障。嚴重制約著焦爐的生產。生產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。推焦和平煤的傳統操作給機車崗位人員的經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  智能推焦平煤系統的搭建

2.1  系統概述

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

2.2  系統組成

本套系統由主控單元、現場檢測單元及DP通訊電纜組成。現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、繼電器柜等組成；

系統組成圖如下：

2.3   編碼器的選擇

在工業控制中的定位系統中，接近開關、光電開關的應用已經相當成熟了，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，根據不同的行程要求有不同的速度。同時現場的高溫環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場安裝麻煩，容易被應力撞壞和受安裝環境約束等問題，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  實現方式

推焦車在執行推焦平煤過程中，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值準確性，進而提高系統的安全性。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，編碼器的計數值檢測到位置信號應該不會相差很大。如果出現較大誤差，編碼器會按照電氣限位所在的位置進行自動校驗，以保證編碼器計數的準確性。同時編碼器計數的數值與TP-1500HMI人機界面中人為設定的參數進行比較。在指定的位置通過程序發出指定的控制信號，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化逐步實現了推焦車的智能推焦平煤，大大簡化了生產崗位的操作流程，優化后智能推焦平煤程序實現方式如下（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，提高了平煤系統及推焦系統的響應速度，避免了因人為操作失誤造成的設備生產事故。在生產崗位管理方面，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，同時降低了對生產崗位人員操作水平的需求，為企業降本增效，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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