于庆泉  初晓旭 张彦  杨金星 王恩兴

(鞍钢股份皱鱼圈钢铁分公司炼焦部 营口 115007)

【摘要】应用码牌定位、编码器测距、自动控制等多项技术对熄焦车走行电控系统进行了技术改进，实现了熄焦车超速报警和自动减速等功能，提高了熄焦车的安全性能。

【关键词】熄焦车；码牌定位；编码器； 自动减速

1前言

熄焦车是炼焦生产的主要设备，其主要工作是将焦炭送往干熄焦或湿熄焦进行熄焦作业，如图1所示。熄焦车走行电控系统由走行主令开关、可编程控制器(PLC)、变频器等几部分组成。设计分为4档速度控制，1档速度约为5m/min,4档速度约为200m/min。操作人员通过走行主令开关将速度档位指令传送给PLC, PLC经过计算后将速度指令传送给变频器，变频器驱动变频电动机按照速度指令运转。原设计的这种控制方式没有对熄焦车的走行速度加以限制，走行速度由操作人员通过走行主令控制，存在一定的安全隐患。在操作人员岀现精神不集中或者突发疾病失去意识的情况下，熄焦车便会失去控制冲岀应有的运行区域，造成熄焦车脱轨、红焦落地等严重事故。因此，对熄焦车走行电控系统进行了技术改进，实现了熄焦车超速报警和自动减速等功能，提高了熄焦车的安全性能。

2改进措施

如图2所示，熄焦车走行电控系统改进主要体现在如下三个方面：

(1)地址坐标系的建立:在熄焦车运行区域内增加了代表地址编码的不锈钢码牌，形成了地址坐标体系。在熄焦车增加码牌阅读头及运行距离编码器，这样就可以通过码牌阅读头和编码器检测到熄焦车的实时位置信息，为超速报警及自动减速提供位置依据。

(2)运行区域及其安全运行速度的划定:将熄焦车运行区域划分为4档速度区、3档速度区、1~2档速度区三个区域。根据生产经验及现场标定，熄焦车在4档速度区以任意速度行驶均可满足安全停车的要求；在3档速度区而速度为4档时便有可能冲出轨道边界;在1~2档速度区而速度高于2档时极易冲出轨道边界。因此，为确保熄焦车安全运行，规定3档速度区限制4档速度，熄焦车只可以3档及以下速度行驶，1~2档速度区限制3~4档速度，熄焦车只可以2档及以下速度行驶。

(3) PLC控制系统程序的改进：在熄焦车PLC控制系统程序中增加了实时位置计算程序、声光报警程序和强制减速程序。这是一组后台程序，当系统检测到操作人员驶入速度限制区而走行主令档位给定高于安全行驶的档位时，则立即发出声光报警提示，同时PLC控制变频器自动减速。

3主要设备及工作原理

熄焦车自动减速装置的主要设备及其工作原理如图3所示。

(1) 码牌：不锈钢码牌以格雷码编码规则编写，每个码牌代表一个绝对地址。在熄焦车运行区域内设置一系列不锈钢码牌以形成地址坐标系。

(2) 阅读头：阅读头将码牌信息读取到熄焦车PLC,作为熄焦车的绝对地址使用。

(3) 编码器:编码器安装在电动机非负荷侧轴承上，将熄焦车的实际位移量传送给PLC。

(4)可编程控制器PLC：PLC综合阅读头传回的离散量绝对地址和编码器传回的连续量运行位移即可计算出熄焦车的真实位置(精确到毫米)。

再根据熄焦车的位置信息识别岀熄焦车当前位于哪一个速度限制区内，并对熄焦车的速度进行限制。当人为给定速度档位高于安全行驶速度档位时,PLC自动控制声光报警器报警.同时自动将人为速度给定值屏蔽、将一个安全行驶速度给定值传送给变频器，以实现自动减速，确保熄焦车安全行驶。

(5)变频器：变频器根据PLC输出的速度给定值控制变频电动机减速，同时利用制动单元和制动电阻对熄焦车实施制动，直至熄焦车速度降至PLC给定的速度。

(6)声光报警器:声光报警器根据PLC的报警指令发岀声音和闪光报警，提示操作人员已经超速。当操作人员将走行主令控制器的速度档位给定降至安全行驶速度档位以下时，声光报警消失。

4控制流程

熄焦车自动减速技术的控制流程如图4所示。装置首先对地址进行检测与计算，然后与事先设定的地址范围进行比较，确定车辆位于哪个速度控制区域。1~2档速度控制区限制3档和4档速度，如果人为给定高于2档速度则在发出声光报警 的同时屏蔽人为给定、强制速度给定为2档。3档速度控制区限制4档速度，如果人为给定高于3档速度则发出声光报警同时屏蔽人为给定、强制速度给定为3档。4档速度控制区不限制速度，流程结束。

5结语

熄焦车走行电控系统改进，成功应用了码牌定位技术、编码器测距技术和自动控制技术，是一次依靠自己的力量技术创新、战胜困难的有益尝试。在此过程中锻炼了队伍，积累了经验，也为日后进行技术创新工作赢得了信心,奠定了基础。

目前只是实现了熄焦车超速报警和自动减速技术。未来，随着自动检测和无线通信等技术的成熟，熄焦车乃至焦炉四大车的无人驾驶技术必将成为现实。