PLC在炼焦四大车自动控制上的应用 张爱萍

PLC在炼焦四大车自动控制上的应用张爱萍
发表时间：2018-12-05T14:14:51.197Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第24期作者：张爱萍边海
[导读] 宣钢焦化厂采用国内较为先进的西门子S7系列可编程控制器（PLC），分别对炼焦四大机车进行了升级改造，替代了继电接触控制。

河钢宣钢焦化厂河北张家口 075100
摘要：宣钢焦化厂采用国内较为先进的西门子S7系列可编程控制器（PLC），分别对炼焦四大机车进行了升级改造，替代了继电接触控制。

在实现集中联锁自动控制、提升工艺操作，降低成本、提高焦炭质量方面取得了良好成效。

关键词：炼焦四大机车；PLC；推焦
1 引言
炼焦四大机车（推焦车、装煤车、拦焦车、熄焦车）是现代炼焦生产的重要组成部分，炼焦生产过程中的装煤、平煤、推焦、拦焦、熄焦等主要工艺环节都由四大机车分工合作完成。

提高四大机车的自动控制精度，对提升焦炭质量，降低设备事故有着举足轻重的作用。

为此，宣钢焦化厂提出并实施了一套基于PLC（可编程控制器）的机车控制系统。

应用结果表明，该系统控制灵活，可靠性高，具有广泛的推广应用价值。

本文仅以四大机车升级改造之一的推焦车为例，阐述PLC 在机车控制方面的成功应用。

2 工艺特点和联锁
2.1工艺特点
宣钢焦化厂第一炼焦车间1#推焦车，在6米焦炉机侧的轨道上运行，并按工艺流程进行走行、推焦、平煤、开闭小炉门、取门、炉门清扫、石墨清扫等一系列操作。

以推焦这一代表性的动作为例来说明PLC的应用。

推焦车走行至要出焦的炭化室，准确对位，取门台车前进，经炉门旋转机构旋转后继续前进，至炭化室门前，取下炉门并带着炉门逆向运行至取门后限。

头尾焦刮板机运行接住散落焦碳送到头尾焦斗，清门台车前进靠近炉门进行炉门自动清扫。

然后推焦杆前进至炉门前暂停，对正炉门推焦，推焦杆进入导焦栅后，经过前进端减速加涡流制动至前进端停止，推焦结束后，推焦杆后退回原位置。

取门机构按取门的逆动作顺序关闭炉门并退回原位，头尾焦刮板机停止。

至此推焦机完成一次完整的推焦操作过程，下图为一次推焦流程图：
图1
2.2联锁
推焦杆是推焦车的关键设备，在炼焦生产中非常重要，运行条件苛刻，对它的保护和联锁也至关重要。

为保障安全，推焦车设有许多联锁条件，只有条件满足，下一个动作才能进行。

如推焦这一动作，其联锁条件就有：
走行停止
熄焦车允许推焦联锁
推焦杆定位限（-SQ109）
清框台车后限（-SQ446）
推焦主令控制器在零位（-SA100）
推焦后限（-SQ156）
取门后限（-SQ414）
吊上限（-SQ427）
从满足工艺生产需求出发，考虑到安全性、可靠性、经济性、可扩展性等因素，宣钢焦化厂一炼焦推焦车采用PLC可编程控制器（西门子公司S7-300系列）进行自控系统构建，用先进的PLC控制取代了继电器接触控制，其中走行自动时通过PLC控制变频器，手动时可以甩开PLC系统，用转换控制器控制走行。

在紧急情况下能够防止重大事故的发生。

3.控制系统设计
3.1 PLC控制系统的硬件组成
推焦车包括推焦、平煤、取门、清门、清框多个单元系统，每个单元均设有三种操作方式，即手动、半自动、自动。

硬件系统输入输出开关量较多，程序量也较大。

如：输入开关量有161个，输出开关量有139个。

目前可供选择PLC产品种类繁多，各具特色。

考虑到工艺控制要求，输入输出的点数以及整个系统的运行速度，我们选用西门子S7-300系列。

西门子 S7-300系列的PLC配置灵活，体积小，
24VDC电源供电，安全方便，性能高又易掌握。

它是整体式结构，电源、CPU、I/O模块可集中在一个机柜内，也可以根据需要用Profibus-DP总线连接到操作台或其它机柜。

I/O开关量最多达到16点，程序运行速度快，MPI（多点接口）最大传输率为187.5Kbps，Profibus-DP 可达到12Mbps。

并具有逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、监控等功能。

所以我们选用SIMATIC系列的PLC。

本系统采用PS307 5A电源模块和CPU314模块，利用一块接口发送模块IM360和两块IM361接口接收模块，I/O模块共计采用三种：分别是12块DI16×AC120V/230V，5块DO16×AC120V/230V/1A，5块DO16×DC24V/0.5A。

由一个主机架和两个扩展机架组成，之间通过总。