7米焦炉无人化电气控制系统简介

7米焦炉无人化电气控制系统简介

张正浩

大连重工焦炉车辆设备有限公司焦炉车辆机械设计院  

摘 要：以攀钢7米焦炉无人化为例，对7米焦炉无人化电气系统的组成、功能、以及工作过程进行简要介绍。

关键词：7米焦炉机械；电气控制系统；博图PLC；

1、前言

随着焦炉车辆的不断升级创新，目前主流方向车辆无人化生产，以提升焦化行业的生产技术水平，减少人认为操作带来的误操作的生产事故。此外也可以减少人工费用的投入。随着焦炉技术的不断提升，对于无人化的的要求已经成为当今该行业的主流发展方向，也非常高效的契合国家对于节能环保要求。嘉璐机械主要分为顶装和侧装两种重要机型，本文主要介绍的是7米焦炉顶装的机械设备，其优点如下：（1）提升了焦炭质量且降低环境污染。（2）大大减少对于人工的需求且提升工作效率。（3）技术创新，为焦炉后续技术革新提供宝贵经验。

7米顶装焦炉无人化电气系统汲取德国夏尔克7.63米电气控制的先进技术经验，相较于传统的侧装煤生产工艺，首先技术上有了很大的提升，其次但对于焦炉生产具有高效、节能环保、节省人力投入以及生产成本的降低等特点。并在设计中根据国内生产标准进行相应的改进、升级，从而提升系统的安全性、可靠性。攀钢7米顶装焦炉就是该系统最好的体现，采用国内先进技术，过程控制检测技术以及多种安全保护形式，通过上位机与工业电视实时监测设备工作状态，控制方式采用西门子最新1500型号PLC控制系统，采用PN总线形式组成设备网络，变频器采用西门子系列并带有编码器控制以及自动对位系统，所有控制油缸均有传感器精确控制位置。

2、主要设备控制以及工作原理

2.1地面协调系统

地面协调系统可以认为是焦炉车辆运行、协调管控的核心系统，将所有车辆以及设备之间都可以利用无线配合以太网来实施数据的交流，其主要作用就是为焦炉车辆以及焦炉系统进行信息数据的交流和共享提供辅助。地面协调系统通常都是由多个分支系统组合而成，诸如：工控机、PLC系统、无线以太网交换机、无线通讯系统、视频监控系统等，借助这一系统能够对车辆实施全面的管理，完成车辆信息的交换，实现对车辆的在线监控[1]。

2.2自动定位系统

自动定位系统的结构形式是采用的码牌式的系统结构，通常可以划分为粗定位，精定位两个分支系统，所有的分支系统相互并不存在任何的关联，将二者进行整合，能够保证定位的准确性。首先，粗略定位检测系统，这个系统式由高精度编码器进行控制，增量式编码器在运转的过程中会释放出脉冲，脉冲通过高速计数器模块将信息传递给电脑，从而获得车辆的准确的位置。结合控制室发出的信息来对车辆的位置与制定位置的距离进行计算。结合距离情况借助专业的计算方法来对车辆行驶的速度进行计算，为车辆进行行驶路线的规划，并且对车辆行驶证的速度加以合理的控制[2]。

2.3激光防碰撞

激光防碰撞主要用来控制车辆，防止生产过程中对于物体的碰撞，大大提升了生产的安全系数。

2.4 程序逻辑的串联

无人化程序基于半自动基础，将车辆工艺逻辑串联，并将程序块层层嵌套，并制作相应功能块，减少程序总量。经过地面协调对于当天生产计划的发布，车辆根据系统炉号进行生产，达到连续生产作业标准如图1所示。

图1 程序控制逻辑

3、HMI画面程序编程

   经过前期技术准备，根据车辆工艺要求以及相关机构动作，进行HMI画面编辑，将油缸、电机以及相关按键利用color函数进行区分，更加生动的展示车辆实时状态，利用各种传感器记录相关数据，主要包括：称重传感器记录装煤量、利用液位计记录水箱水位、利用编码器记录车辆走行距离等。各大车操作界面将从车上转移到远程集中控制室，必要时进行远程操作，同时远程画面可以实时监测车辆各个机构动作，并将相关信息进行归档处理全自动画面如图2所示。

图2 上位机无人化自动控制画面

4、结束语

攀钢7米焦炉无人化电控系统集成了西门子最新的1500系列PLC网络结构、wincc远程画面监控、车辆无线通讯系统、视频远程监控系统和油缸传感器系统，成功实现7米焦炉车辆无人化工艺标准，车辆基本为自动生产并且成功率基本达到95%以上，有效提高生产效率，降低生产成本以及减少环境污染现象，并为后续焦炉技术提升打下坚实的基础。  

参考文献

[1]梁淑蓉.焦炉车辆智能化操作系统研究[J].山西冶金,2020,43(06):136-138.

[2]张岩军,贺玮.焦炉车辆协同控制系统关键技术研究[J].煤炭技术,2020,39(06):161-162.

[3]李玉菲.焦炉车辆无人驾驶系统方案设计[J].中国金属通报,2019(05):189+191.

[4]摇闫忠浩,田广涛,张建发.焦炉四大车全自动操作系统与设备管理[J].燃料与化工,2011,6(3):22-23.