焦爐機械業(yè)是一個的行業(yè),現(xiàn)場環(huán)境惡劣、作業(yè)頻繁、程序復(fù)雜、人工操作的機車一旦造成失誤將使得紅焦落地,可能造成車毀人亡的重大事故發(fā)生。
經(jīng)分析整個控制系統(tǒng)具有容量大、控制分散、控制規(guī)律復(fù)雜、控制、控制參數(shù)多等典型特征,因此設(shè)計一個的控制系統(tǒng)尤為重要。結(jié)合焦爐機械工藝特點和工業(yè)現(xiàn)場條件該控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下特點及要求:
(1)傳統(tǒng)的現(xiàn)場級設(shè)備與控制器之間的連接是單一的測控點,這種控制系統(tǒng)存在底層數(shù)據(jù)不全、信息集成能力不強、系統(tǒng)開放性集成性差、性低、可維護性不高等諸多缺點。因此為了克服傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的缺點,控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)設(shè)置為基于以太網(wǎng)及PROFIBUS-DP結(jié)構(gòu),面向設(shè)備的現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)和面向自動化的主干控制網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點形式,從而保留現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)各自優(yōu)點,并互為補充。
(2)由于焦化廠環(huán)境惡劣,存在高溫、灰塵、腐蝕性氣體及焦爐移動車輛的頻繁移動和工藝上的對位精度的要求,需根據(jù)目標距離通過變頻器對走行電機進行的速度控制,同時應(yīng)結(jié)合變頻器的速度特性設(shè)置優(yōu)的電機速度運行控制曲線,滿足對位、運行平穩(wěn)的控制功能。
(3)焦爐機械運行機構(gòu)繁多,每個單元機構(gòu)均由多個油缸組成,且每個油缸的工藝動作流程均有連貫性,另外受設(shè)備的工藝布置要求限制,大部分機構(gòu)的可視性差,上述工藝特點要求控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置一個開放的可視化的過程控制環(huán)節(jié),將生產(chǎn)和過程自動化集成為一個系統(tǒng),使操作與監(jiān)控的設(shè)計成為可能,并應(yīng)具備故障報警、記錄操作數(shù)據(jù)、記錄事件數(shù)據(jù)、詳細說明操作及維修的信息及趨勢等生產(chǎn)管理功能。
(4)考慮到生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線通訊技術(shù)、計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,控制系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可擴展性,控制系統(tǒng)可通過設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)采集編碼器與油缸位移傳感器等數(shù)據(jù)信號,實時控制電機與油缸的行程動作。具備上述要求特點的控制系統(tǒng),不僅可系統(tǒng)的性、可擴展性,提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率,同時實現(xiàn)了控制單元的分散布置和工藝流程的集中控制,減少了電纜的數(shù)量,降低了控制系統(tǒng)的成本,提高了系統(tǒng)的可維護性。
焦爐推焦車全自動操作是國內(nèi)焦化企業(yè)煉焦作業(yè)自動化發(fā)展的方向。煉焦全自動操作系統(tǒng)包括推焦、裝煤、攔焦、熄焦作業(yè),該系統(tǒng)對位置檢測精度、抗干擾能力、焦爐機械裝備水平、自動化控制等有很高的要求,也只有德國、日本等擁有相關(guān)技術(shù)并能夠?qū)崿F(xiàn)焦爐車輛全自動操作。
本系統(tǒng)以感應(yīng)無線技術(shù)為核心,通過具有高抗干擾性的感應(yīng)無線差分式接收天線裝置和感應(yīng)無線串行地址檢測系統(tǒng),構(gòu)成高準確性的數(shù)據(jù)通信和控制平臺,來實現(xiàn)中控室計算機與移動機車間無接觸數(shù)據(jù)交換,達到在煉焦惡劣環(huán)境(高溫、腐蝕性氣體、電磁波干擾、粉塵、噪聲等)下由中控室計算機控制實現(xiàn)推焦車的地址檢測、爐號對位(其誤差為±5mm)、聯(lián)鎖控制、自動走行以及自動化作業(yè),優(yōu)化生產(chǎn)管理并全程自動監(jiān)控。系統(tǒng)由中控室系統(tǒng)、扁平電纜、車載系統(tǒng)3大部分構(gòu)成。