一种基于PLC运算的环冷机台车轮脱落预警方法

谢救民 杨永俊 曾韶锋

摘要：烧结环冷机作为负责烧结矿冷却的关键设备，在整个烧结矿生产过程中起着重要作用。韶钢6#烧结环冷机自2008年投入运行以来，针对现场实际问题进行了认真分析，创新提出了一种基于PLC运算的环冷机台车轮脱落预警方法，旨在使环冷机能够更加安全、稳定的运行。

关键词：烧结环冷机；PLC；脱落预警

1 前言

韶钢6#烧结机投产于2008年，是韶钢历史上的第六台烧结机，理论烧结面积360㎡，其中配套的环冷机理论冷却面积为398㎡。环式冷却机因其成本低、占地面积小、环保效果好、整体利用率高等特点而得到广泛应用。环冷机的机械部分由风箱、台车、排料溜槽等部分组成，台车体为上下层梯形平面结构，上层有箅条板，下层是一块底板，底板边缘有密封胶带，上下层之间有带通风孔的支撑板。台车间的异形梁和内、外栏板组成的筒体，压在底板边的胶带上。

2 烧结环冷机简介

烧结环冷机采用电机→减速机→摩擦轮的动力传导方式，其中在环冷机的南面和北面各有一台11KW的变频驱动电机、一台减速机和配套的减速机稀油站。环冷机正常工作的时候可设置为“单动”或“联动”的模式，变频器按照设置机速控制环冷机电机运行。环冷机电机通过弹性接手把转矩力传递到环冷机减速机，减速机将力矩再传递到主动摩擦轮，摩擦轮再带动摩擦板最终实现了环冷机回转框架和台车的圆周运动。

环冷机的台车体[1]是用铰链连接在回转框架上的，台车体在受料区域接受从给矿漏斗卸下的炽热的烧结矿后，随回转框架沿水平圆形轨道做圆周运动。在卸矿区，水平圆形轨道改为向下弯曲的曲轨，装满烧结矿的台车体底板随曲轨轨迹倾斜，将冷却的烧结矿从排料斗卸出，完成一个循环。

3 环冷机台车可能出现的问题

环冷机台车在长期的运行过程中，因受轨道影响、高温环境影响、台车轮轴承人工润滑、磨损影响，可能出现台车跑偏（甚至偏离轨道）、台车轮损坏（甚至台车轮脱落）的问题，继续造成设备事故。

事故记录1：2016年4月7日6#烧结环冷机72#台车掉车轮，共造成烧结机停机9个小时。事故原因是72#台车所在区段台车跑偏，致使其外环台车轮轴承保持架憋爆，逼母滑牙，臺车轮掉落。

事故记录2：2017年6月10日5#烧结环冷机轨道断裂及台车脱轨。点检员到现场后发现内环曲轨入口约600mm长的水平段轨道已经断裂并掉落；环形曲轨及其支撑立柱变形，支撑立柱基础工字钢移位；三部台车内环台车轮脱轨；环冷机内环42#-69#台车之间的下密封板多块变形及掉落；多个台车轮端面被刮伤。该事故累计造成停机15个小时。

环冷机台车事故发生都不是突然出现的，如果在隐患初期就能及时发现，那么将能及时安排处理并避免了更大损失。而台车轮的运行状态在很大程度上体现了台车运行的状态，所以做好对环冷机台车轮的检测具有重要意义。除了加强专业点检、岗位点检，合理做好台车轮润滑、轨道定期调整外，站在电气管理的角度，我们提出了一种基于PLC运算的环冷机台车轮脱落预警方法[2]。

4 台车轮脱落预警方法简述与实施

实施1：针对环冷机台车轮可能脱落的问题，我们采取了在环冷机的内外环加装拉绳开关的方法：在内外环靠近台车轮的轨道旁边，按照均匀的圆周角度各安装了4个拉绳开关，并通过拉线钢丝绳连接起来。同时把这8个拉绳开关串联起来，串联到环冷机安全开关和选择开关间的控制回路，保证在台车轮脱落的情况下砸中拉绳开关的钢丝绳，拉绳开关动作，进而环冷机停止工作，防止事态的进一步恶化。（见图1）

实施2：台车轮的脱轨都是逐渐形成、要经历一定的过程，特别是在环冷机曲轨段更容易发生且发生后处理的难度更大。针对台车轮可能脱轨的问题，我们采取了在内外环进出曲轨处加装了共4个行程限位开关，当台车轮经过的时候压下行程开关，触点接通，然后将台车轮到位信号传递到烧结大PLC系统，并编制报警程序，在环冷机监控画面做一个报警信号并配报警语音：如果环冷机在正常运行的情况下，相隔一定的时间PLC还没有接收到台车轮到位信号，则发出报警声，此时岗位人员就要到现场确认情况。（见图2）

辅助实施3：除了以上两个方法实施外，我们还在环冷机外环南北面加装了红外枪型摄像机、足够的照明，能帮助中控员更好地监控环冷机的运行情况。

5 结语

环冷机台车轮脱落预警方法实施后，2次对台车跑偏做出了及时预警，收到了很好的效果，环冷机的运行更加可靠稳定。作为电气设备维护管理人员，要熟悉生产工艺、了解设备的基础机械知识，更要熟悉掌握它们的电气控制原理，并从生产实际出发，发现出更多可能影响设备性能的问题和解决方案。

参考文献：

[1]张超，刘霞，朱绍峰，吴明杭，滕海燕.环冷机结构简介及跑偏故障分析[J].冶金设备，2014（02）：76-78.

[2]甘能.基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2015（06）：159-160.