探究焦炉焦炉机械操作自动化技术运用

论文导读：
摘要：近年来，由于焦炭行业的旺盛，各种焦化厂如雨后春笋般涌现。焦炉机械是焦化工程中重要的生产工具。随着焦炭机械在焦炭行业的广泛应用，焦炭机械的自动化技术受到了高度的重视，其自动化控制技术是焦化企业是否具有竞争力的主要标志。本文介绍了炼焦生产流程，以及焦炉机械自动化技术的核心技术，同时提出了应用中的改进措施。
关键词：焦炉机械 自动化控制 应用
引言
随着焦炭的行业近些年来的发展，已经出现了适合大、中、小焦炉相应的焦炉机械系列。而焦炉机械的自动化技术变成了研究的重点。自动化的炼焦机械能够提升焦炉设备的整体操作水平，达到企业减员增效的目的，同时也提高了企业在同行业中的竞争力。
1 炼焦生产过程中各个动作部件和功能介绍
炼焦过程是指将适量的煤放入密封的容器加热一定的时间形成焦炭的过程。密封的容器在生产过程中指的就是焦炉炭化室。那么炼焦的生产流程就是指将一定量的煤放入密闭的焦炉炭化室并加热一定时间，及时将火红的焦炭运出焦炉炭化室，然后摘自：硕士论文格式www.7ctime.com
运送走，最后熄灭。为了实现该炼焦流程，需要装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车等大型的机械设备。
装煤车：将一定量的原料煤从备煤车间送到每个炉子，并将其装入指定的焦炉炭化室；螺旋给煤装置、装煤、开闭炉盖。
推焦车：将焦炉炭化室中煤料的上表面推平，然后在结焦结束后从炭化室推出焦炭；开闭炉门、平煤、推焦。
拦焦车：将火焦通过导焦栅运送到熄焦车；开闭炉门、拦焦。
熄焦车：将装载的火焦运至熄焦塔进行熄焦；接焦微动。
焦炉机械的自动化就是指装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车四车之间实现自动化的相互协作，相互配合，完成生产，达到提高生产效率的目的。
2 焦炉机械自动化的核心技术
焦炉机械自动化的核心技术主要包括地上控制系统、车上控制系统和通讯系统等主要技术。这些技术的发展直接决定着焦炉机械自动化的发展。

2.1 地上控制系统

地上控制系统是由控制站（plc和计算机控制系统）构成，对炼焦生产过程实现通讯、监视和管理功能。
（1）通讯功能 实现焦炉机械之间的连接、通讯状态的检查和设备之间数据的相互交换。
（2）监视功能 实现焦炉机械运行方式的选择、运行条件的选择、焦炉机械自动化运行和焦炉机械在运行过程的状态监视，确保运行的安全和可靠。
（3）管理功能 实现焦炉机械中推焦、装煤以及除尘的连锁启动和生产记录和报警的管理。

2.2 车上控制系统

车上控制系统包括焦炉机械走行自动对位控制系统和焦炉机械作业（装煤、推焦、拦焦、熄焦等）自动控制系统，其中四大车的自动对位技术是关键。这些控制系统是由带有操作终端的PLC来完成的。
焦炉机械走行自动对位控制系统通常使用格雷码识别技术实现四大车的地址检测，从而实现自动走行。其方式有两种：一是采用红外线技术（配合每个检测位置上的码盘）加以实现，二是无线感应技术（诱导母线）来加以实现。诱导母线是一种结构独特的非屏蔽电缆，在感应无线技术的通信中可作为接受和发射天线，同时又作为地址检测的标尺与传感器，在整个诱导母线的安装范围内可以检测到连续地址。而红外线地址检测只是在安装检测器的地方可以检测到精确的地址，在整个走行区域所得到的地址是不连续的。自动走行控制系统完成以下功能：
（1）通讯功能 焦炉机械的通讯状态检查和数据的相互交换。
（2）炉号自动识别功能 检测地址的读入、炉号与检测地址之间的数据交换。
（3）自动走行功能 运行模式的选择、走行连锁及走行速度的判断。按照地上自动控制系统完成相应焦炉机械的启停、增减速。
（4）报警功能 焦炉机械使用过程中的故障与异常报警。
焦炉机械在使用过程中要实现以下功能：运转模式的选择、接受控制指令完成相应的自动操作、一些重要参数的收集与传送。

2.3 通讯系统

通讯系统是指地上控制系统与车上控制系统的数据交换与指令传送。目前比较有效的通讯方式是采用无线感应技术（诱导母线）通讯。通讯系统采用两对相互交叉的对线用于通信。利用正交通信技术，两对线中的感应电压信号相加后，幅度能均匀地变化，当车载天线沿着编码电缆移动时，在任意点上的感应信号电压不为零，保持通信的连续稳定。
3 焦炉机械自动化的应用及解决措施
根据宝钢炼焦分厂一论文导读：2005（06）孙波，聂柯夫.焦炉机械无人操作的自动化技术.燃料与化工，2006（10）吴中泉.宝钢焦炉四大车设备控制技术应用.炼铁，2005（S1）林叶春，王国峰，姚震.感应无线位置检测技术及其应用.起重运输机械，2009（02）上一页12
期三电改造工程和南钢联炼新厂的JN-6型焦炉的分析。目前已实现了焦炉机械的自动化，基本上达到了无人操作。但是还存在外界信号干扰、天线检测信号失真和自动控制性能不足等问题。

3.1 消除信号干扰

消除信号干扰的措施一是把控制系统安装在用铁制的封闭容器里，控制线穿入金属管屏蔽，这样可以很好的屏蔽外部静电和电磁场的干扰；二是在变频器的输入端安装高频噪声滤波器，同时高频滤波器的外壳接地，这样流入控制系统的噪声电流就会减少很多。

3.2 消除检测信号失真

消除检测信号失真的解决办法是使焦炉机械上的天线与诱导母线之间的距离尽可能在适当的范围。图2为诱导母线与焦炉机械天线的位置关系，这样对检测信号失真有了明显的改善。

3.3 加强自动控制系能

不断完善控制程序，在自动控制程序中使用延时、滤波、连锁等来增加操作的可靠性和安全性。同时加强日常维护来增强控制器的稳定性。
总结
焦炉机械自动化的实现最核心的技术是焦炉机械的自动走行控制系统。随着科学技术的发展，装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车之间的协作要求更加准确，更加可靠，才能保证焦炉安全正常生产。为此焦炉机械中四大车的连锁技术是未来研究的重点，实现焦炉机械真正意义上的无人操作的自动化生产，从而彻底提高生产效率和改善工人的劳动环境。
参考文献：
谷丽琴.焦炉机械的发展概况[J].太原理工大学大同学院，2005（06）
孙波，聂柯夫.焦炉机械无人操作的自动化技术[J].燃料与化工，2006（10）
[3]吴中泉.宝钢焦炉四大车设备控制技术应用[J].炼铁，2005（S1）
[4]林叶春，王国峰，姚震.感应无线位置检测技术及其应用[J].起重运输机械，2009（02）