于慶泉  初曉旭 張彥  楊金星 王恩興

(鞍鋼股份皺魚圈鋼鐵分公司煉焦部 營口 115007)

【摘要】應用碼牌定位、編碼器測距、自動控制等多項技術對熄焦車走行電控系統進行了技術改進，實現了熄焦車超速報警和自動減速等功能，提高了熄焦車的安全性能。

【關鍵詞】熄焦車；碼牌定位；編碼器； 自動減速

1前言

熄焦車是煉焦生產的主要設備，其主要工作是將焦炭送往干熄焦或濕熄焦進行熄焦作業，如圖1所示。熄焦車走行電控系統由走行主令開關、可編程控制器(PLC)、變頻器等幾部分組成。設計分為4檔速度控制，1檔速度約為5m/min,4檔速度約為200m/min。操作人員通過走行主令開關將速度檔位指令傳送給PLC, PLC經過計算后將速度指令傳送給變頻器，變頻器驅動變頻電動機按照速度指令運轉。原設計的這種控制方式沒有對熄焦車的走行速度加以限制，走行速度由操作人員通過走行主令控制，存在一定的安全隱患。在操作人員岀現精神不集中或者突發疾病失去意識的情況下，熄焦車便會失去控制沖岀應有的運行區域，造成熄焦車脫軌、紅焦落地等嚴重事故。因此，對熄焦車走行電控系統進行了技術改進，實現了熄焦車超速報警和自動減速等功能，提高了熄焦車的安全性能。

2改進措施

如圖2所示，熄焦車走行電控系統改進主要體現在如下三個方面：

(1)地址坐標系的建立:在熄焦車運行區域內增加了代表地址編碼的不銹鋼碼牌，形成了地址坐標體系。在熄焦車增加碼牌閱讀頭及運行距離編碼器，這樣就可以通過碼牌閱讀頭和編碼器檢測到熄焦車的實時位置信息，為超速報警及自動減速提供位置依據。

(2)運行區域及其安全運行速度的劃定:將熄焦車運行區域劃分為4檔速度區、3檔速度區、1~2檔速度區三個區域。根據生產經驗及現場標定，熄焦車在4檔速度區以任意速度行駛均可滿足安全停車的要求；在3檔速度區而速度為4檔時便有可能沖出軌道邊界;在1~2檔速度區而速度高于2檔時極易沖出軌道邊界。因此，為確保熄焦車安全運行，規定3檔速度區限制4檔速度，熄焦車只可以3檔及以下速度行駛，1~2檔速度區限制3~4檔速度，熄焦車只可以2檔及以下速度行駛。

(3) PLC控制系統程序的改進：在熄焦車PLC控制系統程序中增加了實時位置計算程序、聲光報警程序和強制減速程序。這是一組后臺程序，當系統檢測到操作人員駛入速度限制區而走行主令檔位給定高于安全行駛的檔位時，則立即發出聲光報警提示，同時PLC控制變頻器自動減速。

3主要設備及工作原理

熄焦車自動減速裝置的主要設備及其工作原理如圖3所示。

(1) 碼牌：不銹鋼碼牌以格雷碼編碼規則編寫，每個碼牌代表一個絕對地址。在熄焦車運行區域內設置一系列不銹鋼碼牌以形成地址坐標系。

(2) 閱讀頭：閱讀頭將碼牌信息讀取到熄焦車PLC,作為熄焦車的絕對地址使用。

(3) 編碼器:編碼器安裝在電動機非負荷側軸承上，將熄焦車的實際位移量傳送給PLC。

(4)可編程控制器PLC：PLC綜合閱讀頭傳回的離散量絕對地址和編碼器傳回的連續量運行位移即可計算出熄焦車的真實位置(精確到毫米)。

再根據熄焦車的位置信息識別岀熄焦車當前位于哪一個速度限制區內，并對熄焦車的速度進行限制。當人為給定速度檔位高于安全行駛速度檔位時,PLC自動控制聲光報警器報警.同時自動將人為速度給定值屏蔽、將一個安全行駛速度給定值傳送給變頻器，以實現自動減速，確保熄焦車安全行駛。

(5)變頻器：變頻器根據PLC輸出的速度給定值控制變頻電動機減速，同時利用制動單元和制動電阻對熄焦車實施制動，直至熄焦車速度降至PLC給定的速度。

(6)聲光報警器:聲光報警器根據PLC的報警指令發岀聲音和閃光報警，提示操作人員已經超速。當操作人員將走行主令控制器的速度檔位給定降至安全行駛速度檔位以下時，聲光報警消失。

4控制流程

熄焦車自動減速技術的控制流程如圖4所示。裝置首先對地址進行檢測與計算，然后與事先設定的地址范圍進行比較，確定車輛位于哪個速度控制區域。1~2檔速度控制區限制3檔和4檔速度，如果人為給定高于2檔速度則在發出聲光報警 的同時屏蔽人為給定、強制速度給定為2檔。3檔速度控制區限制4檔速度，如果人為給定高于3檔速度則發出聲光報警同時屏蔽人為給定、強制速度給定為3檔。4檔速度控制區不限制速度，流程結束。

5結語

熄焦車走行電控系統改進，成功應用了碼牌定位技術、編碼器測距技術和自動控制技術，是一次依靠自己的力量技術創新、戰勝困難的有益嘗試。在此過程中鍛煉了隊伍，積累了經驗，也為日后進行技術創新工作贏得了信心,奠定了基礎。

目前只是實現了熄焦車超速報警和自動減速技術。未來，隨著自動檢測和無線通信等技術的成熟，熄焦車乃至焦爐四大車的無人駕駛技術必將成為現實。