大型焦炉干熄焦车辆运动控制系统

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大型焦炉干熄焦车辆运动控制系统随着国家产业政策的调整、环保政策的严格和炼铁技术提出了新的挑战。目前，我国焦炉技术装备水平尚不能适应高炉炼铁技术发展的需要，抓紧焦炉的技术改造，以大 型的现代化焦炉替代中小型机焦炉，促进我国焦炉的大型化和高效化，势在必行。干法 熄焦采用惰性气体在封闭的设备中将焦炭温度降至常温，在环境保护和节能效果上取代湿熄焦也是大势所趋。

目录

—、解决方案简述

1、 方案简介与功能目标

大型焦炉干熄焦车辆运动控制系统包含装煤车、拦焦车、推焦车、熄焦车以及干熄焦塔在内的四车一塔的自动化控制系统。

2、 技术体系与技术特点

本方案的控制系统由基础自动化控制系统及传动系统构成，包括以下内容：

•标靶管理：为了实现车辆的准确定位、简化操作、提高生产效率。

•运动控制：主要通过车载PLC控制变频器，变频器控制电机转速，根据走行距离调整走行速度并准确定位。

•多传动负载平衡控制：保证各驱动电机之间相同的运行速度，以及转矩的平均分配。

•多PLC间双向数据交换：实现了三套干熄焦、焦炉控制系统、协调系统之间的 通讯，根据获得的数据实现车辆自动安全运行。

其软硬件的结构合理，实现方式更加灵活，可靠性高，维护更加方便，接口清晰，通讯和控制程序可以方便的移植到类似系统中：

•硬件结构简单，技术先进；

•多系统、多硬件通讯程序接口清晰，稳定可靠；

•系统响应速度快；

•界面简单，无需人工干预;

•车辆控制可靠；

控制系统结构

此方案己获得四项软件著作权：

•焦化熄焦车运动控制软件

•熄焦车S120多传动负载平衡控制软件

•焦化三个干熄焦共有车辆管理软件

•焦化熄焦车标靶管理软件

二、应用案例简述

1、案例名称与实施时间

案例名称：马钢新区焦化新建有驱焦罐车电气自动化项目

起止时间：2014年10月至2015年9月

2、应用创新与技术亮点

四大车协调系统

焦炉推焦车、煤车、拦焦车、熄焦车四大车数据交换是通过协调PLC完成。焦炉 DCS (PCS7)系统与四大车之间的数据也是通过协调PLC完成。另外，干熄焦系统与四大车的数据交换也是通过协调PLC完成。

协调PLC与干熄焦AB的PLC之间采用Profibus DP通讯。干熄焦AB的PLC通过 集成第三方硬件(MV156-PDPS)实现Profibus协议，然后通过相应软件把数据发送给焦炉系统PLCo软件实现了以下功能：

(1) 通过数据采集、数据转发功能，实现焦炉推焦车、煤车、拦焦车、熄焦车、 熄焦塔之间数据通讯。

(2) 通过协调、控制四大车走行位置，实现焦炉推焦车、煤车、拦焦车、熄焦车 自动运行。

(3)实时跟踪车辆位置，协调各车辆之间通讯，实现车辆防碰撞功能。

(4)合理组织生产模式，提高生产效率。

协调系统构架

S120多传动负载平衡控制

重达700t的熄焦车在运动时，车辆各个主动轮的负荷不可能一样，每个轮子的负载差别很大，如果没有一定的措施消除它们，传动装置会在很短的时间内损坏。最突出的 问题是如何在保证传动装置之间的负荷平衡的同时保证车辆运行平稳，为此开发了在 S120的CU320中直接实现了 4台传动的负载平衡的控制软件。与采用西门子STARTER 软件编程相比程序简洁，调整方便，且可广泛用于多电机传动对负载平衡有要求的设备上，如皮带、连铸机、大型行车。

运动控制系统

运动控制系统主要通过车载PLC控制变频器，变频器控制电机转速，调整走行速度。根据车辆的工作流程，计算出熄焦车自动走行的目标位置。通过位置检测系统，检 测出当前所在位置，计算出两者的位置差异。通过PLC程序控制变频器的工作频率实现熄焦车的自动行走，走行过程中由于位置检测系统时刻更新当前位置值，通过PID反 馈调节不断修正走行频率，实现准确对位的功能。

总体而言，熄焦车电气自动化控制系统实现了多重生产任务组合，可驱动重达700 吨的熄焦车，最大运动速度200m/min,自动定位精度v=5mm,并可以根据炼焦计划和三个干熄焦生产状况，自动控制熄焦车的运行。

3、实施效果与示范意义

该项目完成了研发一套兼顾成本和性能的具有自主知识产权、功能完善、技术先进的熄焦车电气自动化控制系统的目标。在自主研发过程中力求创新，该控制系统的控制 性能指标己达到国内先进水平。

本软件适用于各大型焦炉的多干熄焦系统控制熄焦车运行，软件运行稳定、高效, 可根据现场要求快速组合，减少开发周期。