武钢7.63m焦炉推焦车走行控制系统的分析

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1、武钢7.63m焦炉推焦车走行控制系统的分析杨光摘要：7.63m焦炉是德国伍德公司设计开发的，代表了世界大型焦炉炼焦技术的最高水平，它与国内焦炉的机车自动控制系统显著的区别就是自动控制精度最高，功能完善，网络功能最强大。本文结合焦化炼焦三分厂7.63m焦炉的现场实际生产工作，对推焦车自动走行控制系统进行了分析。关键词：7.63m焦炉，走行控制，自动定位1.概述7.63米焦炉是目前亚洲炭化室高度最高、单孔炭化室容积最大的焦炉。武钢7.63米焦炉从德国Ude（伍德）公司引进，焦炉机车系统由德国Schalker公司设计，该焦炉拥有先进的炼焦工艺技术，代表了当今世界炼焦

2、工艺技术发展的方向，集中了炼焦工艺、焦炉机械、焦炉自动控制等方面的先进技术，具有国际领先水平。2座焦炉分别于2008年3月和6月建成出焦，同年10月焦炭产量达到设计能力。在高强度连续作业下，实现焦炉安全、稳定生产，减少乃至杜绝操作事故和设备事故，是炼焦生产和管理必须解决的问题。推焦车的走行是在与炼焦炉平行的导轨上横向移动。在我国，各大型炼焦生产厂大多是操作人员凭借视觉和经验确定推焦车是否到位和是否对中，往往会出现推焦车滞后或者超前指定的炉号，造成频繁操纵主令控制器、减速器频繁起停，液压抱闸频繁开启，使动力设备的安全性降低、使用寿命缩短。所以利用PLC实现推焦车

3、自动走行控制，对焦炉的安全生产和提高生产管理水平有着十分重要的意义。2.武钢7.63m焦炉推焦车电气系统组成及工作模式2.1武钢7.63m焦炉推焦车电气控制系统整个控制系统以西门子S7-400OLC为主站。经过Profibus-DP工业现场总线把分布式I/O装置，如ET200M和ET200L、6ES70变频器、MTS线性位移传感器和EB342接口模块、推焦和平煤行程编码器以及称重模块等连接成Profibus-DP主从网络。由PLC程序完成设备的顺序控制、自动位置控制、速度控制及现场装置的数据采集等。通过Profibus-DP总线结构，可以把分布式I/O从站装置

4、分散到现场设备附近。如推焦车现场从站设备数量众多，这种设计可以大大减少硬件投资，降低调试和维修等成本，从而提高系统的可靠性和稳定性。推焦车PLC硬件组态如下图所示。推焦车PLC硬件组态2.2武钢7.63m焦炉推焦车工作模式（1）全自动操作模式（Full-Auto）：设备进入自动控制模式。设定焦炉推焦顺序后各生产设备即可运行。（2）半自动操作模式(Semi-Auto)：操作者能够自动运行某些选择的功能组。通过按钮S1–S11可选择半自动程序链，这些程序必须单独起动。（3）手动模式(Manual)：通过在屏幕下方的控制按钮可切换到选择区域。按照控制按钮上显示的文本

5、内容，操作者能够控制各个功能单元。但不同功能组之间的联锁仍有效。(4)带联锁检修模式模式(Maintenance)：设备主要且只能通过控制室和设备上固定的机械按钮来控制。不过，不同功能组之间的联锁功能是有效的。(5)不带联锁检修模式(Unlock)：设备主要且只能通过控制室和设备上固定的机械按钮来控制，屏幕切换至该设备只起监控作用。不过，不同功能组之间的联锁功能是无效的。任何时间都可能发生危险事故。3.武钢7.63m焦炉推焦车自动走行控制系统3.1走行机构推焦车走行机构装有16个车轮，这16个车轮分装在4个走行轮台车上，每台走行台车又分别由两个双轮小台车组成，

6、总共8个双轮小台车，其中6个双轮小台车上都有一个轮是驱动轮。这些驱动轮采用变频传动控制。变频器通过Profibus-DP总线与S7-400通讯，经总线可以把变频器的参数上传到PLC和上位机，反之，PLC和上位机也可以控制变频器的运行。走行时，一台变频器带两台电机，其中一台电机带编码器用于速度闭环控制，使车辆能够精确定位，从而克服了机械惯性对定位精度的影响。3.2自动定位系统7.63米焦炉推焦车的每个作业点都有一块可以被机车上的CodeReader（读码器）装置读出的码牌。该码牌的上部是地址码和效验码，中部是同步吗，整套装置是德国Pauly公司进口，价格昂贵。焦

7、炉推焦车接收到作业计划，自动向目标位置移动，机车走行轮上的脉冲编码器时刻发送给PLC机车距离目标位置的距离，PLC根据距离计算，发送给变频器的走行速度指令，当机车靠近目标码牌，则减速到1HZ左右的速度进行目标定位。机车从高速运行到定位成功实现了高效快速的无极调速、定位停产，精度达到了1mm。3.3走行控制系统以PLC控制器、交流电机、变频调速器、旋转编码轮、光电编码器、高速计数器模块组成控制系统来控制推焦车的走行定位过程。操作指令由PLC发出，通过D/A模块、RS485接口与变频器相连，变频器调节交流电机转速，旋转编码轮与光电编码器相连，通过弹簧压紧装置安装在

8、车身底部与导轨直接接触。行走时编码轮旋