四車聯鎖系統在沙鋼焦化廠的應用

黃紅星

摘要: 感應無線技術能適應較惡劣的工作環境,可實現無線連鎖控制系統計算機集中聯控下的自動化生產,整個推焦過程在該系統控制下,按生產計劃可靠、穩定的運行。

關鍵詞: 四車連鎖;扁平電纜;機車

沙鋼焦化廠煉焦車間的整個推焦過程在四車感應無線聯鎖控制系統的控制下,按照生產計劃可靠、穩定的運行,對焦化廠的安全生產及提高生產管理自動化水平、生產效益、經濟效益和社會效益有著重要的意義,并使四車的操作、控制躍上了一個新臺階。

1 系統的構成

1.1 四車感應無線聯鎖控制系統根據設備安裝位置可分為四個部分:中心控制室部分包括上位機和地上局(簡稱中控部);機上控制部分包括機上局和控制器PLC(簡稱車上部);室外的始、終端箱,天線箱和扁平電纜部分(簡稱室外部);無線數傳系統(簡稱數傳部)。

1.2 中控部包括一臺計算機和一個中控柜(包括PLC、地址檢測單元、地上局、HVB、無線數傳電臺等)。計算機主要軟件的主要功能:四車連鎖功能、焦爐動畫顯示功能、焦爐生產計劃功能(可根據生產安排調整)、焦爐生產記錄功能、焦爐生產統計功能。

1.3 車上部包括2臺推焦車、2臺熄焦車、2臺攔焦車、2臺裝煤車等車載系統。每套車載系統通過車上控制器(PLC)采集現場信號與機車電氣柜交換信息,通過顯示屏向車上人員傳送計劃與信息。通過語音系統將機車聯系信息通知操作工。室外核心部件是扁平電纜,通過敷設在機車軌道旁的扁平電纜將推焦車、攔焦車、熄焦車和裝煤車有機地聯系在一起,通過扁平電纜測試傳送個機車的地址信號,實現系統的推焦連鎖。數據部負責系統的數據通信,這套系統采用12套無線數傳電臺,完成四大機車與中控室的實時通信。

2 系統基本原理

2.1 地址檢測原理

感應無線技術的應用始于八十年代,是一種近距離相互電磁感應的技術,多用于現場檢測及通信等。從形式上講,它既不象有線通訊那樣靠連接著的電(光)纜來進行通信,也不象無線通信那樣靠遠距離發射電磁波來進行通信,而是以相互靠近著的扁平編碼電纜和感應天線之間的地磁耦合來進行通信的,并且在通信的同時能檢測到感應天線在扁平電纜長度方向上的絕對位置。其基本原理如下:

2.1.1扁平電纜的結構。在扁平電纜內部,有若干對電線相互重疊,按格雷碼規則交叉編織而形成專用的扁平電纜。

2.1.2位置檢測方式分類。感應無線位置檢測,其檢測精度為1CM,檢測方式為地上檢測方式,即由地面中央控制室檢測出機車行走位置。

2.1.3 位置檢測原理。當固定在機車上的發送天線線圈中通入交變電流時,在天線附近產生交變磁場,則扁平電纜每對線中將產生不同的感應電動勢,因而在電纜端口可檢測到移動機車所在的位置,這種檢測方法可達1cm的位置精度。

2.2數據通信原理

在無線通訊技術迅猛發展的今天,國外名廠的無線數傳電臺在工藝和技術上日趨成熟,無線數傳電臺在工業生產上獲得了廣泛的應用,因此,本系統采用成熟可靠的無線數據傳輸技術完成數據通信。

本系統采用的進口無線數傳電臺與其他同類產品相比,功能更先進、可靠性更高,具有以下特點:a. 工作于擴頻方式,頻帶寬、抗干擾能力強。b. 工業級產品,適應于嚴酷的各種環境;c. 精致堅固、安裝方便;d. 工作頻段為非無委監管區

3 功能介紹

通過本系統可以完成四車聯鎖功能、焦爐動畫顯示功能、焦爐生產計劃功能、焦爐生產記錄功能、焦爐生產統計功能等。通過四車聯鎖中控室電腦上焦爐總體俯視圖可同時監控兩個焦爐全貌,此圖具有以下特征:a. 準確、直觀地反映推焦車、攔焦車、熄焦車走行及到位情況;b. 動態、清晰地顯示推焦全過程,包括推焦桿前進、后退、導焦柵到位以及推焦過程中紅焦流動情況;c. 動態顯示平煤過程;d. 直觀、動態反映熄焦過程及卸焦過程;e. 實時記載各炭化室結焦時間,并以不同顏色直觀反映各炭化室紅焦成熟情況;f. 實時記錄推焦時間、平煤時間、生產操作數據等;g.實時記錄推焦電流與平煤電流,并以圖表形式顯示;h. 詳細顯示推焦計劃,一、二級允推及其他條件是否滿足。

4系統機車連鎖功能

4.1摘爐門連鎖:允許推焦車摘門的必要條件:推焦車對準碳化室的中心位置。允許攔焦車摘門的必要條件是:攔焦車對準計劃推焦碳化室的中心位置。

4.2推焦連鎖:推焦聯鎖有一級允許推焦和二級允許推焦兩個過程,只有二級允許推焦成立時,才允許推焦動作。在推焦車操作臺上裝有推焦聯鎖與解除開關,以備當系統發生故障或維修推焦機構時使用,不影響正常的生產和維修。實現一級允推的必要條件是:a.推焦車、攔焦車、熄焦車對準計劃推焦的炭化室的中心位置;b.攔焦車倒焦柵到位;c.熄焦車的車身車門關閉。實現二級允推的必要條件是:a.產生一級允推信號;b.攔焦車、熄焦車發出人工允推信號;c.當即推焦時間與計劃推焦時間符合差值。

4.3 煤車連鎖:允許開蓋的條件是計劃裝煤車對準計劃裝煤碳化室的中心位置。允許裝煤的條件是允許開蓋的成立和計劃裝煤的蓋已開和機側、焦側碳化室門關閉。允許取煤的條件是計劃裝煤對位A、B、C 三個取煤口的其中一個中心位置。允許煤車離開煤塔取煤口的條件是三個取煤口同時關閉。煤車的操作臺上裝有相應的連鎖/解除選擇開關,以備當系統發生故障或維修裝煤機構時使用,不影響正常生產和維修。

機車上的功能顯示:a. 系統的標準時鐘;b. 推焦計劃和推焦計劃時間(裝在煤車上顯示裝煤計劃和裝煤時間);c. 各車當即所在的碳化室號;d. 系統要求各車的運動方向和速度快慢;e. 推焦連鎖的一級允許推和二級允許推;f. 導焦槽到位信號;g.攔焦車、熄焦車人工允許信號;h. 取煤口、路該的關閉情況;i. 裝煤連鎖的允許裝煤信號。

5車載系統的使用注意事項:

5.1 接班準備:在扁平電纜的通信區域內檢查四車連鎖的歌連鎖按鈕、顯示屏的錄好及時間顯示、控制柜的指示燈是否正常。

5.2 四車電源開關控制操作:車輛工作時應注意使處在正常操作的工作車輛控制柜電源開關開啟,備用車輛的控制柜電源最好關閉。要更換工作車輛時,注意開啟工作車輛的電源。

5.3 在出爐期間,不要關掉工作車輛上的SC-90系統的任何電源開關。以免系統出現因人為而產生不必要的故障,由于系統所設計的地域范圍廣,多臺設備在多個地點要保持正常才能使整個四車連鎖系統正常工作,所以操作人員必須要對系統有清楚的認識,能判斷處某些狀態是由于電源失電或是系統設備故障而引起的。這對操作工有一定的要求。

5.4 四大車設備上的解鎖按鈕不能輕易解除,系統連鎖的正常是設備安全運行的保障,解除連鎖裝置必須是在緊急情況下或事故情況下使用,使用解鎖裝置要特別慎重,要對設備的實際情況非常熟悉,確保解鎖情況下操作設備不出設備故障和人員傷害才能使用。在操作完后要將連鎖按鈕及時恢復。操作人員要養成良好的操作習慣,不能隨意解除聯鎖進行設備操作,發生故障時要及時聯系設備檢修人員對設備進行檢修,確保設備自動投運可靠使用,以減少設備故障發生,保障安全生產。

6 四車連鎖系統的維護注意事項

6.1四車連鎖作為焦爐生產的重要輔助裝置必須保持良好的狀態才能確保生產的正常進行,由于四車連鎖涉及的扁平檢測電纜線路長,現場中繼端子箱多,中控室、車輛上的電控柜多,系統通信通道多,其中任何一項故障的出現都能造成系統不能連鎖,所以必須要求專業人員對其進行維護,確保焦爐的正常生產。

6.2 系統維護主要注意以下幾個方面

6.2.1系統扁平電纜是系統的核心部分,由于電纜是按照一定的地址排列的,一但發生一處電纜損壞就需要更換整條電纜或是由專業人員進行連接(但連接的電纜效果還是較差),所以對電纜的維護要放在重點位置。設備點檢人員要每周對電纜進行檢查,主要檢查電纜的防護板是否松動、脫落,電纜的位置是否變形,支架是否被車輛撞壞,拉電纜的纜繩拉力是否正常,有無松動等。發現問題要及時進行處理。

6.2.2 天線箱是直接和扁平電纜進線通信的裝置,由于通信對系統的距離有一定的要求,之間的最佳距離為100mm,但是天線箱是安裝在車輛上,跟隨車輛移動而移動,當車輛在運動過程中往往發生振動或故障造成天線箱或電纜的損壞,所以要對現場對天線箱根據車輛情況進行調整。