焦炉推焦车电气自动控制系统研究

朱志娟 王黎黎 郎丽杰

摘要：焦炉推焦车电气系统在一些工厂中是非常重要的应用，如果自动控制系统出现障碍，会对焦炉的正常生产带来比较明显的负面影响，不利于经济效益的增加。因此，应重视焦炉推焦车电气自动控制系统的相关内容，针对现有情况，进一步改造系统的功能，降低推焦车电气系统的故障率，提升設备的自动化水平。

关键词：推焦车;电控系统;改造设计;应用

一、推焦车基本生产操作和电气系统简介

（一）推焦车基本生产操作

在焦炉生产中，推焦车是重要设备，在实际生产的过程中，需要重视应推炉号，在确定之后，开始进行对位操作。将“三大车”——装煤车、熄焦车和拦焦车联系在一起，在该炉号前准确对位，在之后等待其他机车的指令，若出现允推指令，推焦车可以开始工作，穿越取门台车，将炉门摘开，在炉膛中伸进推焦杆，然后推出红焦，整个过程应连续自然，不得出现中断，以免影响施工效果。在推出红焦后，再次通过取门台车，进行后续的挂门操作，装煤车开始工作，装煤操作完成后，小炉门由推焦车再次打开，平煤操作随即进行。

（二）推焦车电气系统简介

在电机驱动中，作为大型机电一体化设备，推焦车具有关键性应用，动力电源达到了380V，提供对象是专用滑线。在生产的过程中，电气设备控制着整个操作，电机、无触点开关、限位开关等相互合作，共同完成走行、摘门、挂门、推焦、平煤等机动步骤。由于需要完成比较复杂的操作，整个流程环节涉及的步骤较多，因此，各种各样的电气设备存在于推焦车上，具有一定的复杂性。

二、推焦车电气系统存在的问题

（一）机械震动造成的无触点开关损坏

在控制推焦车电气系统的时候，可控硅无触点开关是主要的操作部件，在实际生产中，需要根据状况进行灵活调整，推焦车轨道往往是不平整的。在这种情况下，在往来行走的过程中，推焦车可能会出现上下颠簸现象，或者在推焦时，会引发轻微震动现象，带来的损坏是电气线路不能正常使用，无触点开关内部出现断裂等，在停电状态下，机车无法正常运行，最终不利于生产的正常进行。

（二）接触器损坏

在以往工作中，对于速度的控制，推焦和平煤机构的方式比较落后，主要采用串电阻调速的方法，效率比较低下，不利于快速完成生产工作。为了适应时代需求，进一步提高工作性能，加快生产效率，往往选择较小的电阻值，缩小推焦车在推焦和平煤过程中的档位速度差，维持在一个相对平稳的区间内。但是，这种调速方式具有比较明显的弊端，在推焦杆或平煤杆操作结束的时候，停止阶段，制动工作只能采取反接方式进行，对工作带来了一定的困难。推焦杆和平煤杆较重，惯性较大，在操作时候，反接方式的制动操作相对频繁，遇到较大的电流，在冲击作用下，会严重损坏接触器，进而毁坏电机和减速机齿轮。如果出现了这样的情况，不仅会消耗备件，增加设备维修成本，还会影响生产的正常进行，降低施工效益。

（三）难以准确对位

推焦车走行机构由电机提供动力，通过减速机和传动轴将动力传递至走行轮，使机车可以在轨道上往来行走。推焦车走行机构电气控制方式为无触点开关控制，走行速度为恒速。由于机车行驶速度较快且为恒速，在生产中需要停车对位时，在巨大的惯性作用下使得机车常常来回晃动难以准确对位，给生产带来了很多麻烦，难以适应现代化生产的要求。并且由于机车启停很频繁，惯性也很大，因而也容易造成无触点开关和机械齿轮的损坏。

三、推焦车电气自动控制系统的改造方案

上文分析到，在机械震动频繁状态下，加上大电流的冲击，可控无触点开关会出现损坏，影响电气自动控制系统的正常使用，因此，在改造的过程中，无触点开关需要被取代，经分析研究，采用继电器、断路器和接触器组合，能够达到比较理想的效果。在选用电气器材的时候，应保证均为进口ABB产品，使系统的可靠性得到保障，增强系统的完备性和顺畅性。

针对不同机构的特性，在控制电气系统的时候，可以采用变频器，使用变频电机代替电机，保证机车在行走的过程中，启动和停止都是软性的，降低人工操作控制的频率，这样能够减少开关的启停操作，降低无触点开关和机械齿轮等部件的损害，设备不容易出现故障，一方面便利了启停操作，一方面延长了设备的使用寿命，使设备能够长久高效运行，同时还能减少后期的维修保养工作。在车辆的惯性作用下，对位往往出现误差，准确性大大降低，可以采取分档的方式控制机车行走问题，不仅能够减少生产事故，提高生产的安全性，还能确保生产的快速高效进行，提高生产效率，按期完成生产任务。

在推焦车上，限位开关不存在于杆和平煤杆上，在实际生产过程中，推焦杆很容易发生脱位现象，掉到焦炉里，影响设备的正常运行。针对这种情况，应全面改进推焦车推焦和平煤系统，提高其自动化程度，一般采用的是可编程逻辑控制器（PLC）、绝对值旋转编码器和涡流制动器，在检测机动车位移的时候，利用编码器产生的位置码，PLC分析译码之后，经过全面细致的运算，发出相应的控制信号，并按照最科学的方式，采取保护输出的方式，实现整个过程的顺利完成。

在改造自动化控制系统的时候，强电往往由弱电控制，人工机械操作由系统控制代替，尽可能减少人为的干预，减少不必要的失误，改造采取以弱电控制强电，以系统控制取代人工机械操作的方式，减少了人为操作可能出现的失误。在实际推焦生产中，自动控制系统设置的运行区间较多，相对比较全面，包括推焦杆前减、后减、前停、后停、炉前微速、炉前暂停等，保障整个推焦工作的顺利进行。当推焦杆执行某项操作的时候，在特定位置，控制信号由自动控制系统发出，对推焦杆的运行进行适度控制，同时将电子式限位开关安装在推焦杆和平煤杆上，增强系统的完整性，能够更加可靠的运行。

四、改造应用效果

针对推焦车电气自动控制系统的实际情况，在实际改造的过程中，能够对各个方面进行对应性的完善，有效控制推焦车走行、推焦、平煤等生产环节。通过全方位的改进，进一步完善了电气控制系统的自动化程度，能够更加稳定的运行，推焦车的工作效率大大提升。同时，各类设备的故障率降低，生产过程更加安全，减少了事故的发生数量，人员的工作强度也相应降低，提高了操作的准确性，生产的整个过程更加科学化与高效化。

五、结束语

综上所述，焦炉生产比较复杂，涉及较多的环节，推焦车是生产过程中必不可少的设备，由于各种因素的影响，会出现不同程度的障碍，影响生产工作的顺利进行。其中，电气自动控制系统的改造刻不容缓，必须结合实际情况，全面了解推焦车的工作状况，对电气系统的整体特征进行把握，在有效连接各个环节的基础上，进行相应的技术改造，提高系统整体的应用性，减少以往出现的各项问题，保障设备的良好运行。

参考文献：

[1]张紫瑞，孙桓五，向瑾，邵琪.考虑双因素耦合的焦炉推焦设备振动机理研究[J].机械设计与制造.2018（07）：33-34.