浅谈6.25m粘贴机电气系统

2015-03-20田心憬

机械管理开发 2015年7期

田心憬

（太原重工股份有限公司技术中心焦化所，山西太原 030024）

引言

分体式6.25m捣固焦炉设备是太原重工股份有限公司（以下简称太原重工）新开发的大型捣固焦炉设备，也是目前国内最大、最先进的捣固焦炉设备。作为捣固焦炉设备核心部件的捣固机一直是太原重工的薄弱环节，捣固机的漏油、易磨损等问题制约着太原重工焦化设备的进一步发展，为了解决这种不利局面，太原重工技术中心焦化所开发了新型的捣固机。新型捣固机包括5台捣固单元（2个单元为8个捣固锤，3个单元为6个捣固锤），连接在一起组成一组捣固机，每组捣固机共有34个捣固锤。

粘贴机是一个带有液压装置的电加热系统，用来给捣固锤粘贴摩擦片，也可以为损坏的捣固锤分离摩擦片，整个过程均要严格控制加热板的温度和加热时间。本机构是为6.25m大容积焦炉配套使用的，粘贴机包括上下梁，每个梁上有4个2.8kW的加热电阻。上下梁均装有温度传感器PT100，通过对粘贴机温度的控制，实现粘贴和分离两种不同的工序。

1 粘贴机机械结构简介

6.25m粘贴机机械结构主要有三部分组成：底座、下部梁和上部梁。其中底座是粘贴机的支架，起固定粘贴机的作用；下部梁为压紧机构，用来支撑下面的加热器板；上部梁为回转布置，用来支撑上面的加热器板。加热装置包括加热器板、加热电阻器、温度传感器和隔热层。加热板为铸铝板，上下梁各由三块串接而成；加热电阻器是提供粘贴机温度的保障，上下梁各有4个2.8kW的电阻丝；温度传感器选用PT100，上下梁各有1个，用来测量温度；隔热板起隔离作用，用来保护加热板里面的电气元件（如图1）。

图1 粘贴机机械结构

2 粘贴机工艺概述

粘贴机的电气控制可分为摩擦片的粘贴和分离两大主要单元，其中摩擦片的粘贴工序用来给捣固锤粘贴摩擦片，粘贴机的分离工序用来分离捣固锤上磨损的摩擦片。两种加热工序主要通过控制加热温度和时间来实现，另外还有油泵等辅助单元，均采用PLC控制。

2.1 摩擦片粘贴

粘贴机开始粘贴摩擦片时，首先通过旋转装置油缸打开旋转架，然后把捣固锤放置在粘贴机下部梁，再通过旋转装置油缸把旋转架复位，同时，通过锁紧装置油缸把旋转架锁紧。最后，压紧油缸同时工作，对下部梁进行压紧动作，达到所需的压力（200±10N）后，液压泵关闭。压力通过可调减压阀来限制以避免对要粘贴的部位压紧过度。粘贴过程中如果出现压力异常现象，将通过蜂鸣器进行报警，并且在TD400C面板上显示和记录报警信息。加热程序通过操作面板TD400C上的功能键来启动。捣固锤连同摩擦片一起被加热到粘贴所需的温度，整个过程都由PLC来控制［1］。

当进行粘贴程序时，温度传感器对加热元件进行不断地检查。根据摩擦片粘贴的工艺要求，应该控制粘贴温度最高为90℃。当PT100温度达到90℃后停止加热，同时当温度下降到87℃时，需要通过PLC程序接通控制加热电阻的固态接触器，重新启动加热程序［2］。根据摩擦片粘贴工艺要求，加热板保持此温度30m（90℃＋／－3℃），随后停止加热。

当温度达到50℃，粘贴摩擦板工作结束后，首先将8个压紧油缸同时恢复到原位；然后，锁紧装置油缸打开锁紧装置，使得锁紧装置和旋转架分离；最后通过旋转装置油缸打开旋转架，当把捣固锤移走后，再通过旋转装置油缸把旋转架复位。完成以上步骤，一个摩擦片粘贴工作结束。

2.2 摩擦片分离

粘贴机开始分离摩擦片时，首先通过旋转装置油缸打开旋转架；然后把捣固锤放置在粘贴机下部梁，再通过旋转装置油缸把旋转架复位；同时，通过锁紧装置油缸把旋转架锁紧；最后，8个压紧油缸同时工作，对下部梁进行压紧动作，达到所需的压力（200±10N）后，液压泵关闭。压力通过可调减压阀来限制以避免对要粘贴的部位压紧过度。分离过程中如果出现压力异常现象，会通过蜂鸣器进行报警，并且在TD400C面板上显示和记录报警信息。加热程序通过操作面板TD400C上的功能键来启动。捣固锤连同摩擦片一起被加热到分离所需的温度，整个过程都由PLC来控制。

根据摩擦片分离的工艺要求，加热板加热到（160±10℃）后保持20m，然后停止加热。接着8个压紧油缸同时恢复到原位；然后，锁紧装置油缸打开锁紧装置，使锁紧装置和旋转架分离；最后通过旋转装置油缸打开旋转架；在捣固锤仍在下部加热板上时将上部摩擦片移除，然后翻转并将下部的摩擦片取掉。当把捣固锤移走之后，再通过旋转装置油缸把旋转架复位。一个分离摩擦板的工作结束。

3 粘贴机的供电方式

供电电压：AC380V50Hz；电机电压：AC 380V50Hz；控制电压：AC 220V；

PLC信号输入电压：DC24V；PLC信号输出电压：AC220V；液压电磁阀电压：DC24V。

4 机构动作顺序流程

旋转架打开，旋转架复位，锁紧旋转架，压紧下部梁，关闭液压泵，启动加热器，关闭加热器，打开液压泵，压紧油缸复位，打开锁紧装置，打开旋转架，复位旋转架。完成以上操作，一个粘贴或分离动作结束。

5 粘贴机的电气控制方法

粘贴机电气控制系统采用可编程序控制器（PLC）和人机界面（TD400C）做主控单元，进行整机各部分的集中控制，协调整机的连续生产过程，同时，TD400C可以监控整个机构的运作情况以及故障状态，并作出相应的处理和报警。

控制方式有三种：紧急手动，手动，自动。其中以自动控制为主。

1）自动。按运行条件完成一单元的动作，本粘贴机自动有两种加热程序：摩擦片粘贴自动和摩擦片分离自动。在这两种单元自动中，均要严格控制粘贴机的温度和加热时间，单元自动控制全部由PLC软件实现。

2）手动。有联锁条件，按顺序进行，通过操作面板上的按钮和TD400C面板进行操作。

3）紧急手动。无联锁条件的手动操作。这种方式是为避免加热电阻丝突发故障而设置的，实行必要的最简单动作。紧急手动方式取消了控制回路中的联锁条件，为安全起见，司机必需紧密关注加热温度和电流。

粘贴和分离程序的启动由操作面板TD400C实现，用于温度显示和故障信息处理。如果出现故障，蜂鸣器发出报警信号，故障确认通过按钮实现，任何故障除了在文本显示器上显示外，还会通过声光信号指示。文本显示器、按钮和指示灯安装在操作面板的前侧。操作面板内装有两个温度控制开关，一个用于当内部温度达到35℃时开通通风系统，另一个用于当内部温度超过50℃时关闭此系统。