7m推焦车控制系统介绍

杨 晨

（太原重工技术中心焦化所，山西 太原 030024）

引言

青钢总包项目是太重焦化的首套总包项目，对于做传统焦炉机械设备而言，总包项目是新的挑战、新的机遇、新的发展。焦炉机械设备一直体现着太重机械制造的先进水平，7m顶装焦炉工艺先进，这就要求焦炉机械设备要更先进，电气控制水平更先进。下面以推焦车为例简单介绍设备的电气控制系统。

1 电气系统组成

1.1 系统通讯网络

推焦车电气系统以以太网为主要网络，DP网络为数据采集网络，将CPU、变频器、工控机、现场操作箱、编码器、位移传感器等连接起来进行通讯。整个网络以PLC的CPU为中心，CPU是整个控制系统的核心及中心，负责所有信号的处理、逻辑运算及执行指令的输出，因此对CPU处理能力的要求增高，性能增强，我们选用了先进的AB公司1769系列CPU作为核心，网络示意图如图1所示。

图1 网络示意图

1.2 以太网

推焦车电气系统以太网采用环网链路，优点是：整条网路中如果其中一点由于网线脱落或者其他原因造成线路断掉，环网可以保证所有设备的正常通讯；故障可以发出掉网信号，指示提醒操作员在不影响设备正常运行的情况下，及时处理故障，保证了设备的正常运行。环网网络示意图如下页图2所示。

1.3 DP网络

图2 环网网络示意图

DP网络虽然不及以太网传输速度快，但是DP网络在工业领域应用多且成熟，以往我们焦化行业中应用较为普遍，因此负责数据传输的编码器及位移传感器采用DP网络的通讯方式；网络采用DP常见的串型连接，保证了数据传输的及时性、稳定性、准确性；推焦车上编码器与位移传感器通过AB DP模块，使用DP网络与CPU联系起来。

推焦、平煤机构上采用编码器控制，取门、小炉门开门机构上采用位移传感器，编码器、位移传感器优点如下：

1）可在工控机上数字及动画显示行程；提供给操作员与实际相同且直观的操作环境，保证了操作员操作的直观性。

2）所显示行程的精度高且准确，精度可达5μm；高精度保证了机构运行的稳定性、可靠性、可控性。

3）在整个机构行程上的任意位置，可做限位使用，且不受数量限制，保证机构的安全可靠性。

2 PLC组成

推焦车PLC选用AB 1769系列PLC，分布在PLC柜内的主站由CPU模块、电源模块、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、DP通讯模块组成；机旁分站选用1734网络模块，数字量输入输出模块组成。整个PLC以CPU为核心连接主站及分站所有模块进行数据传输交换，网络采用以太网通讯，保证了数据传输的及时性、稳定性。

3 HMI人机界面

推焦车采用了双工控机双机热备设计方案，保证人机操作界面（HMI）工控机的正常运行；界面编程软件使用AB的FactoryTalk View Site E－dition软件，SE是专为自动化过程或机器监视以及管理控制而设计的，可对工控机界面进行画面程序编写，SE功能强大，完全满足设备的需要。

1）HMI操作界面按照机构分类，操作方便直观；即将各个机构动作分别设置在各个机构单元内，使得操作界面清晰明了。例如取门的所有动作，包括操作模式、操作方式的选择、取门机构各个动作的操作按钮指令，均在取门界面内，便于司机操作方便。图3所示为HMI画面结构组成。

图3 HMI画面结构组成

2）可做动态画面演示：例如推焦杆、平煤杆配合编码器使用，可做动态行程显示，大大增强了HMI人机界面的简单操作性，给司机提供与实际动作更为直观的操作感觉，使工控机上的行程数值显示与动画行程结合起来，更为直观地显示了推焦杆、平煤杆的实际动作。

3）单独的报警界面：采用SE中HMI标签报警，可及时地将报警信息反映到操作画面中，让操作员及时发现故障，及时处理故障。

4 控制方式

4.1 机旁操作方式

用于紧急状态下对机构的操作。设备上设置机旁操作箱，作用是在紧急状态下，可在机旁操作，人为观察机构的动作，以保证有操作员观察紧急状态下机构的动作要求，以免由于联锁故障等引起动作不允许执行的情况，保证设备的可运行要求，避免损坏设备。

4.2 HMI操作方式

用于操作员在司机室的正常操作，此方式又分4种操作方式（如图4）。

图4 操作模式及方式HMI界面图

1）点动操作方式：即只有持续按下操作按钮指令，机构才动作，此方式下机构带有联锁及到位限位，适用于正常微调机构动作。

2）手动操作方式：即一键操作本机构完成到位动作，此方式下机构带有联锁及到位限位，适用于正常的单机构单动作。

3）自动操作方式：即单元自动，一键操作即可取门、关门、开小炉门、关小炉门等。

4）解锁模式：如在一些限位信号不到位、联锁条件突然丢失等的特殊情况下，为方便司机在司机室迅速恢复机构的正常状态，设置了解锁模式，先将机构恢复正常状态后再进行检修、故障处理。

5 其他数据传输及控制方式

1）设备上有许多模拟量信号，均为4～20mA输入信号，通过PLC模拟量输入模块的数据转换，将抽象的不可捉摸的电流信号转化为可读的，与实际情况接近的可读数值反映在工控机上，便于司机对设备状态变化的实时监控。例如压力、温度等信号。

2）推焦车上还有4～20mA的比例阀控制：比例阀速度可调，对于长行程的取门机构来说，控制速度，大大节约了取门时间，同时也保证了设备运行的稳定性，减小了因速度快而引起的机械冲击力；这对于保证机械结构的稳定性来说是非常必要的。

6 结语

此套焦炉机械设备配合先进的7m顶装焦炉使用，设备的机械、液压水平也较为先进，为保证设备的安全稳定运行，采用了先进的电气控制技术，从而满足设备的正常需求。