四车联锁系统在沙钢焦化厂的应用

黄红星

摘要: 感应无线技术能适应较恶劣的工作环境,可实现无线连锁控制系统计算机集中联控下的自动化生产,整个推焦过程在该系统控制下,按生产计划可靠、稳定的运行。

关键词: 四车连锁;扁平电缆;机车

沙钢焦化厂炼焦车间的整个推焦过程在四车感应无线联锁控制系统的控制下,按照生产计划可靠、稳定的运行,对焦化厂的安全生产及提高生产管理自动化水平、生产效益、经济效益和社会效益有着重要的意义,并使四车的操作、控制跃上了一个新台阶。

1 系统的构成

1.1 四车感应无线联锁控制系统根据设备安装位置可分为四个部分:中心控制室部分包括上位机和地上局(简称中控部);机上控制部分包括机上局和控制器PLC(简称车上部);室外的始、终端箱,天线箱和扁平电缆部分(简称室外部);无线数传系统(简称数传部)。

1.2 中控部包括一台计算机和一个中控柜(包括PLC、地址检测单元、地上局、HVB、无线数传电台等)。计算机主要软件的主要功能:四车连锁功能、焦炉动画显示功能、焦炉生产计划功能(可根据生产安排调整)、焦炉生产记录功能、焦炉生产统计功能。

1.3 车上部包括2台推焦车、2台熄焦车、2台拦焦车、2台装煤车等车载系统。每套车载系统通过车上控制器(PLC)采集现场信号与机车电气柜交换信息,通过显示屏向车上人员传送计划与信息。通过语音系统将机车联系信息通知操作工。室外核心部件是扁平电缆,通过敷设在机车轨道旁的扁平电缆将推焦车、拦焦车、熄焦车和装煤车有机地联系在一起,通过扁平电缆测试传送个机车的地址信号,实现系统的推焦连锁。数据部负责系统的数据通信,这套系统采用12套无线数传电台,完成四大机车与中控室的实时通信。

2 系统基本原理

2.1 地址检测原理

感应无线技术的应用始于八十年代,是一种近距离相互电磁感应的技术,多用于现场检测及通信等。从形式上讲,它既不象有线通讯那样靠连接着的电(光)缆来进行通信,也不象无线通信那样靠远距离发射电磁波来进行通信,而是以相互靠近着的扁平编码电缆和感应天线之间的地磁耦合来进行通信的,并且在通信的同时能检测到感应天线在扁平电缆长度方向上的绝对位置。其基本原理如下:

2.1.1扁平电缆的结构。在扁平电缆内部,有若干对电线相互重叠,按格雷码规则交叉编织而形成专用的扁平电缆。

2.1.2位置检测方式分类。感应无线位置检测,其检测精度为1CM,检测方式为地上检测方式,即由地面中央控制室检测出机车行走位置。

2.1.3 位置检测原理。当固定在机车上的发送天线线圈中通入交变电流时,在天线附近产生交变磁场,则扁平电缆每对线中将产生不同的感应电动势,因而在电缆端口可检测到移动机车所在的位置,这种检测方法可达1cm的位置精度。

2.2数据通信原理

在无线通讯技术迅猛发展的今天,国外名厂的无线数传电台在工艺和技术上日趋成熟,无线数传电台在工业生产上获得了广泛的应用,因此,本系统采用成熟可靠的无线数据传输技术完成数据通信。

本系统采用的进口无线数传电台与其他同类产品相比,功能更先进、可靠性更高,具有以下特点:a. 工作于扩频方式,频带宽、抗干扰能力强。b. 工业级产品,适应于严酷的各种环境;c. 精致坚固、安装方便;d. 工作频段为非无委监管区

3 功能介绍

通过本系统可以完成四车联锁功能、焦炉动画显示功能、焦炉生产计划功能、焦炉生产记录功能、焦炉生产统计功能等。通过四车联锁中控室电脑上焦炉总体俯视图可同时监控两个焦炉全貌,此图具有以下特征:a. 准确、直观地反映推焦车、拦焦车、熄焦车走行及到位情况;b. 动态、清晰地显示推焦全过程,包括推焦杆前进、后退、导焦栅到位以及推焦过程中红焦流动情况;c. 动态显示平煤过程;d. 直观、动态反映熄焦过程及卸焦过程;e. 实时记载各炭化室结焦时间,并以不同颜色直观反映各炭化室红焦成熟情况;f. 实时记录推焦时间、平煤时间、生产操作数据等;g.实时记录推焦电流与平煤电流,并以图表形式显示;h. 详细显示推焦计划,一、二级允推及其他条件是否满足。

4系统机车连锁功能

4.1摘炉门连锁:允许推焦车摘门的必要条件:推焦车对准碳化室的中心位置。允许拦焦车摘门的必要条件是:拦焦车对准计划推焦碳化室的中心位置。

4.2推焦连锁:推焦联锁有一级允许推焦和二级允许推焦两个过程,只有二级允许推焦成立时,才允许推焦动作。在推焦车操作台上装有推焦联锁与解除开关,以备当系统发生故障或维修推焦机构时使用,不影响正常的生产和维修。实现一级允推的必要条件是:a.推焦车、拦焦车、熄焦车对准计划推焦的炭化室的中心位置;b.拦焦车倒焦栅到位;c.熄焦车的车身车门关闭。实现二级允推的必要条件是:a.产生一级允推信号;b.拦焦车、熄焦车发出人工允推信号;c.当即推焦时间与计划推焦时间符合差值。

4.3 煤车连锁:允许开盖的条件是计划装煤车对准计划装煤碳化室的中心位置。允许装煤的条件是允许开盖的成立和计划装煤的盖已开和机侧、焦侧碳化室门关闭。允许取煤的条件是计划装煤对位A、B、C 三个取煤口的其中一个中心位置。允许煤车离开煤塔取煤口的条件是三个取煤口同时关闭。煤车的操作台上装有相应的连锁/解除选择开关,以备当系统发生故障或维修装煤机构时使用,不影响正常生产和维修。

机车上的功能显示:a. 系统的标准时钟;b. 推焦计划和推焦计划时间(装在煤车上显示装煤计划和装煤时间);c. 各车当即所在的碳化室号;d. 系统要求各车的运动方向和速度快慢;e. 推焦连锁的一级允许推和二级允许推;f. 导焦槽到位信号;g.拦焦车、熄焦车人工允许信号;h. 取煤口、路该的关闭情况;i. 装煤连锁的允许装煤信号。

5车载系统的使用注意事项:

5.1 接班准备:在扁平电缆的通信区域内检查四车连锁的歌连锁按钮、显示屏的录好及时间显示、控制柜的指示灯是否正常。

5.2 四车电源开关控制操作:车辆工作时应注意使处在正常操作的工作车辆控制柜电源开关开启,备用车辆的控制柜电源最好关闭。要更换工作车辆时,注意开启工作车辆的电源。

5.3 在出炉期间,不要关掉工作车辆上的SC-90系统的任何电源开关。以免系统出现因人为而产生不必要的故障,由于系统所设计的地域范围广,多台设备在多个地点要保持正常才能使整个四车连锁系统正常工作,所以操作人员必须要对系统有清楚的认识,能判断处某些状态是由于电源失电或是系统设备故障而引起的。这对操作工有一定的要求。

5.4 四大车设备上的解锁按钮不能轻易解除,系统连锁的正常是设备安全运行的保障,解除连锁装置必须是在紧急情况下或事故情况下使用,使用解锁装置要特别慎重,要对设备的实际情况非常熟悉,确保解锁情况下操作设备不出设备故障和人员伤害才能使用。在操作完后要将连锁按钮及时恢复。操作人员要养成良好的操作习惯,不能随意解除联锁进行设备操作,发生故障时要及时联系设备检修人员对设备进行检修,确保设备自动投运可靠使用,以减少设备故障发生,保障安全生产。

6 四车连锁系统的维护注意事项

6.1四车连锁作为焦炉生产的重要辅助装置必须保持良好的状态才能确保生产的正常进行,由于四车连锁涉及的扁平检测电缆线路长,现场中继端子箱多,中控室、车辆上的电控柜多,系统通信通道多,其中任何一项故障的出现都能造成系统不能连锁,所以必须要求专业人员对其进行维护,确保焦炉的正常生产。

6.2 系统维护主要注意以下几个方面

6.2.1系统扁平电缆是系统的核心部分,由于电缆是按照一定的地址排列的,一但发生一处电缆损坏就需要更换整条电缆或是由专业人员进行连接(但连接的电缆效果还是较差),所以对电缆的维护要放在重点位置。设备点检人员要每周对电缆进行检查,主要检查电缆的防护板是否松动、脱落,电缆的位置是否变形,支架是否被车辆撞坏,拉电缆的缆绳拉力是否正常,有无松动等。发现问题要及时进行处理。

6.2.2 天线箱是直接和扁平电缆进线通信的装置,由于通信对系统的距离有一定的要求,之间的最佳距离为100mm,但是天线箱是安装在车辆上,跟随车辆移动而移动,当车辆在运动过程中往往发生振动或故障造成天线箱或电缆的损坏,所以要对现场对天线箱根据车辆情况进行调整。