石曉林

摘要：四大機(jī)車是焦?fàn)t日常生產(chǎn)中的主要機(jī)械設(shè)備，其中推焦車又稱推焦機(jī)。是把焦炭推出焦?fàn)t炭化室的機(jī)械設(shè)備。它移動于焦?fàn)t機(jī)側(cè)各炭化室之間，由推焦、平煤、 摘掛爐門與車體行走機(jī)構(gòu)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(jī)帶動的齒輪傳動。推焦桿上有壓縮空氣導(dǎo)管，用以清除炭化室頂部石墨。平煤操作由平煤桿進(jìn)行，帶出的余煤落入煤斗，定期送至料倉提升機(jī)內(nèi)。摘掛爐門裝置由可移機(jī)架、松緊上下橫鐵用的電動機(jī)及啟摘 爐門機(jī)構(gòu)組成。本文重點(diǎn)對推焦和平煤操作如何實(shí)現(xiàn)一鍵操控，進(jìn)行詳細(xì)講述。

關(guān)鍵詞： 焦?fàn)t；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(xiàng)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(gè)最重要的設(shè)備系統(tǒng)。傳統(tǒng)的推焦機(jī)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(jī)械凸輪和觸點(diǎn)組成，其觸點(diǎn)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(diǎn)。其鏈輪部分還容易受環(huán)境的制約，常出現(xiàn)脫齒、錯(cuò)齒現(xiàn)象，造成設(shè)備故障。嚴(yán)重制約著焦?fàn)t的生產(chǎn)。生產(chǎn)崗位人員推焦時(shí)必須全神貫注，緊握控制檔桿，保證焦炭的順利推出；平煤時(shí)還需要操作平煤桿來回運(yùn)動，保證煤層平整。推焦和平煤的傳統(tǒng)操作給機(jī)車崗位人員的經(jīng)驗(yàn)和水平提出了更高的要求，同時(shí)這兩項(xiàng)操作也成為了焦?fàn)t機(jī)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(shù)，實(shí)現(xiàn)了推焦平煤系統(tǒng)的一鍵操控。具有運(yùn)行可靠、響應(yīng)速度快、操作精度高、調(diào)整方便的特點(diǎn)，同時(shí)增加了編碼器和電氣限位雙重連鎖的保護(hù)，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。增加了觸摸屏實(shí)施狀態(tài)監(jiān)控，可以清晰的監(jiān)控推焦桿和平煤桿的實(shí)時(shí)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。現(xiàn)場檢測單元有兩套包括安裝底座、齒輪傳動機(jī)構(gòu)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(guān)、光電開關(guān)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)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(gè)行程中有較復(fù)雜的算法，根據(jù)不同的行程要求有不同的速度。同時(shí)現(xiàn)場的高溫環(huán)境使一般的接近開關(guān)類設(shè)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(gòu)成和接線的復(fù)雜性，日常維護(hù)工作量也會大大增加，而可靠性卻遠(yuǎn)達(dá)不到要求。編碼器的特點(diǎn)是除了定位，還可知道具體位置，換算運(yùn)動速度，與變頻器配合控制相當(dāng)方便。同時(shí)多個(gè)控制位置只要一個(gè)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(guān)類設(shè)備在現(xiàn)場安裝麻煩，容易被應(yīng)力撞壞和受安裝環(huán)境約束等問題，對日常的維護(hù)、使用、和降低運(yùn)行成本都具有優(yōu)勢。因而在工程實(shí)際中選擇編碼器來作為位置檢測設(shè)備。

2.4  實(shí)現(xiàn)方式

推焦車在執(zhí)行推焦平煤過程中，由電機(jī)主傳動軸通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)帶動編碼器一起旋轉(zhuǎn)，編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生碼值通過DP通訊電纜送到PLC的CPU中。CPU通過程序轉(zhuǎn)換進(jìn)行譯碼，運(yùn)算，分析，累加等一系列處理。進(jìn)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(jìn)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(zhǔn)確性，進(jìn)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(dá)指定限位時(shí)，編碼器的計(jì)數(shù)值檢測到位置信號應(yīng)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(jìn)行自動校驗(yàn)，以保證編碼器計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)編碼器計(jì)數(shù)的數(shù)值與TP-1500HMI人機(jī)界面中人為設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較。在指定的位置通過程序發(fā)出指定的控制信號，進(jìn)而控制推焦桿和平煤桿完成相應(yīng)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(bào)--->行車到位--->開啟油泵空壓機(jī)）；取門（1.開啟取門裝置--->2.取門臺車前進(jìn)--->3.掛鉤--->4.開啟壓門栓--->5.提門、取門--->6.開啟尾焦刮板機(jī)）；清門（1.開啟自動清門開關(guān)--->2.關(guān)閉尾焦刮板機(jī)）；推焦（1.開啟推焦桿轉(zhuǎn)換開關(guān)--->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(guān)閉推焦桿轉(zhuǎn)換開關(guān)）；清框（1.開啟清框開關(guān)--->2.關(guān)閉清框開關(guān)）；上門（1.取門、落門--->2.退壓門栓、落鉤--->3.關(guān)閉取門轉(zhuǎn)換開關(guān)）；平煤（1.開啟平煤轉(zhuǎn)換開關(guān)--->2.平煤臺車前進(jìn)--->3.開啟小爐門清掃--->4.接槽前進(jìn)--->5.開啟平煤刮板機(jī)--->6.平煤--->7.平煤結(jié)束、收回平煤桿--->8.接槽后退--->9.關(guān)閉、壓緊小爐門--->10.關(guān)閉平煤轉(zhuǎn)換開關(guān)及刮板機(jī)）；結(jié)束（推焦平煤結(jié)束）

通過編碼器檢測和程序優(yōu)化逐步實(shí)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?qū)崿F(xiàn)方式如下（摘選了幾段關(guān)鍵程序）：

HMI設(shè)計(jì)方式：

3  結(jié)束語

智能推焦平煤系統(tǒng)投入使用后，在設(shè)備管理方面避免了許多機(jī)械故障，提高了平煤桿和推焦桿運(yùn)行的可靠性，提高了平煤系統(tǒng)及推焦系統(tǒng)的響應(yīng)速度，避免了因人為操作失誤造成的設(shè)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(qiáng)度，同時(shí)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(jī)械設(shè)備自動化，智能化水平鋪平了道路。

參考文獻(xiàn)

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