大型焦爐干熄焦車輛運動控制系統

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大型焦爐干熄焦車輛運動控制系統隨着國家產業政策的調整、環保政策的嚴格和煉鐵技術提出了新的挑戰。目前，我國焦爐技術裝備水平尚不能適應高爐煉鐵技術發展的需要，抓緊焦爐的技術改造，以大 型的現代化焦爐替代中小型機焦爐，促進我國焦爐的大型化和高效化，勢在必行。干法 熄焦採用惰性氣體在封閉的設備中將焦炭溫度降至常溫，在環境保護和節能效果上取代濕熄焦也是大勢所趨。

目錄

—、解決方案簡述

1、 方案簡介與功能目標

大型焦爐干熄焦車輛運動控制系統包含裝煤車、攔焦車、推焦車、熄焦車以及干熄焦塔在內的四車一塔的自動化控制系統。

2、 技術體系與技術特點

本方案的控制系統由基礎自動化控制系統及傳動系統構成，包括以下內容：

•標靶管理：為了實現車輛的準確定位、簡化操作、提高生產效率。

•運動控制：主要通過車載PLC控制變頻器，變頻器控制電機轉速，根據走行距離調整走行速度並準確定位。

•多傳動負載平衡控制：保證各驅動電機之間相同的運行速度，以及轉矩的平均分配。

•多PLC間雙向數據交換：實現了三套干熄焦、焦爐控制系統、協調系統之間的 通訊，根據獲得的數據實現車輛自動安全運行。

其軟硬件的結構合理，實現方式更加靈活，可靠性高，維護更加方便，接口清晰，通訊和控制程序可以方便的移植到類似系統中：

•硬件結構簡單，技術先進；

•多系統、多硬件通訊程序接口清晰，穩定可靠；

•系統響應速度快；

•界面簡單，無需人工干預;

•車輛控制可靠；

控制系統結構

此方案己獲得四項軟件著作權：

•焦化熄焦車運動控制軟件

•熄焦車S120多傳動負載平衡控制軟件

•焦化三個干熄焦共有車輛管理軟件

•焦化熄焦車標靶管理軟件

二、應用案例簡述

1、案例名稱與實施時間

案例名稱：馬鋼新區焦化新建有驅焦罐車電氣自動化項目

起止時間：2014年10月至2015年9月

2、應用創新與技術亮點

四大車協調系統

焦爐推焦車、煤車、攔焦車、熄焦車四大車數據交換是通過協調PLC完成。焦爐 DCS (PCS7)系統與四大車之間的數據也是通過協調PLC完成。另外，干熄焦系統與四大車的數據交換也是通過協調PLC完成。

協調PLC與干熄焦AB的PLC之間採用Profibus DP通訊。干熄焦AB的PLC通過 集成第三方硬件(MV156-PDPS)實現Profibus協議，然後通過相應軟件把數據發送給焦爐系統PLCo軟件實現了以下功能：

(1) 通過數據採集、數據轉發功能，實現焦爐推焦車、煤車、攔焦車、熄焦車、 熄焦塔之間數據通訊。

(2) 通過協調、控制四大車走行位置，實現焦爐推焦車、煤車、攔焦車、熄焦車 自動運行。

(3)實時跟蹤車輛位置，協調各車輛之間通訊，實現車輛防碰撞功能。

(4)合理組織生產模式，提高生產效率。

協調系統構架

S120多傳動負載平衡控制

重達700t的熄焦車在運動時，車輛各個主動輪的負荷不可能一樣，每個輪子的負載差別很大，如果沒有一定的措施消除它們，傳動裝置會在很短的時間內損壞。最突出的 問題是如何在保證傳動裝置之間的負荷平衡的同時保證車輛運行平穩，為此開發了在 S120的CU320中直接實現了 4台傳動的負載平衡的控制軟件。與採用西門子STARTER 軟件編程相比程序簡潔，調整方便，且可廣泛用於多電機傳動對負載平衡有要求的設備上，如皮帶、連鑄機、大型行車。

運動控制系統

運動控制系統主要通過車載PLC控制變頻器，變頻器控制電機轉速，調整走行速度。根據車輛的工作流程，計算出熄焦車自動走行的目標位置。通過位置檢測系統，檢 測出當前所在位置，計算出兩者的位置差異。通過PLC程序控制變頻器的工作頻率實現熄焦車的自動行走，走行過程中由於位置檢測系統時刻更新當前位置值，通過PID反 饋調節不斷修正走行頻率，實現準確對位的功能。

總體而言，熄焦車電氣自動化控制系統實現了多重生產任務組合，可驅動重達700 噸的熄焦車，最大運動速度200m/min,自動定位精度v=5mm,並可以根據煉焦計劃和三個干熄焦生產狀況，自動控制熄焦車的運行。

3、實施效果與示範意義

該項目完成了研發一套兼顧成本和性能的具有自主知識產權、功能完善、技術先進的熄焦車電氣自動化控制系統的目標。在自主研發過程中力求創新，該控制系統的控制 性能指標己達到國內先進水平。

本軟件適用於各大型焦爐的多干熄焦系統控制熄焦車運行，軟件運行穩定、高效, 可根據現場要求快速組合，減少開發周期。