格雷母线技术在炼铁供料系统中应用及电气维护

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科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 动力与电气工程
1 格雷母线位置检测系统结构
(1)格雷母线位置检测系统由地面站和车载站两部分组成。

地面站包括格雷母线、始端箱、终端箱、阻抗匹配单元、地址检测单元以及协议转换模块等。

(如图1)
车载站安装在卸料车上,由地址编码发生器和天线箱等组成。

(2)主要技术指标。

①定位精度:5mm。

②工作温度:－30℃～＋75℃。

③通讯波特率:9.6Kbps。

④通讯误码率:<10－7。

2 格雷母线定位技术的工作原理
格雷母线利用电磁感应原理以相互靠近的扁平状的电缆和天线箱之间的电磁耦合来进行通信,并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。

格雷母线由电缆芯线、模芯和电缆护套构成。

芯线有两种,即基准线(R线)和地址线(G0线～G9线)。

基准线R在整个电缆段中不交叉,地址线是按格雷码的编码规律来编制的,G0每隔20CM交叉一次,G1每隔40CM交叉一次,G2每隔80CM交叉一次,…G9在整个电缆段中只交叉一次。

当卸料车上天线箱线圈中通入交变电流时,在天线箱附近会
产生交变磁场。

格雷母线近似处在一个交变的均匀分布的磁场
中,每对格雷母线芯线会产生感应电动势。

发射单元(即图1中地址编码发生器)将地址信号通过电磁耦合方式传送到格雷母线的感
应环线上。

地址检测单元(即图1地址解码器)对接收到的信号进行相位比较。

以接收到的平行线(R线)信号作为基准信号,同接收到的地址线(G线)信号作比较,若交叉线(G线)的信号相位与基准信
号相位相同,地址为
“0”
；
相位相反,地址为
“1”
,这样将感应的地址
信息转换成用格雷码排列的10位地址编码,且在格雷母线的某一
位置得到唯一10位的地址编码,此对应料车的一个地址。

地址检测单元将地址码转换成十进制的米数,即可检测出料车离格雷母
线始端的距离,从而得到料车的位置。

3 格雷母线检测系统电气维护及故障处理
3.1 日常维护
格雷母线位置检测系统的可靠、无故障运行是生产稳定有序顺行的基本保障。

由于现场卸料时,易产生煤粉、碳粉等细小粉尘颗粒,对格雷母线位置检测系统现场设备正常工作造成潜在影响。

因此,在日常使用与维护中应注意以下几点。

(1)交接班时,检查天线箱的连接是否紧固无松动。

应保证天线箱和格雷母线间的间隔在80～110mm之间。

(2)定期清扫电气柜,除去电气柜中的灰尘。

DOI:10.16661/ki.1672-3791.2017.11.039
格雷母线技术在炼铁供料系统中应用及电气维护
韩斌科
(河钢邯钢东区炼铁部 河北邯郸 056000)
摘 要:河北钢铁集团邯钢公司东区炼铁部供料系统承担着储备原料以及为高炉配料系统提供原燃料的关键任务,炼铁部供料车间辅助料场区域共计建有圆筒料仓12个,原料经皮带运输机输送到料仓上部,通过卸料车将原料装入料仓。

为使卸料料面均匀、平整,提高料仓容积率,中控室操作人员需实时掌握卸料车的位置和控制料车往复运行。

格雷母线位置检测系统具有定位精度高、可连续检测、防尘、耐酸碱、使用寿命长等特点,非常适合应用于供料系统卸料小车的定位及自动控制中。

该文介绍了格雷母线技术的工作原理和系统结构。

该系统在邯钢东区炼铁部供料卸料小车上的应用及故障维护。

关键词:格雷母线 炼铁 供料中图分类号:TF08
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2017)04(b)-0039-02
图1 格雷母线系统框图
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42科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 动力与电气工程
3.1.1 线路引入车站需顺畅合理
根据天津铁路枢纽客运站分布,天津站、天津西站、天津北站位于天津市区,天津南站位于天津南部地区,滨海站、于家堡站位于枢纽东部的滨海新区。

京滨城际引入滨海新区和枢纽东部滨海新区相关车站衔接较为合理。

3.1.2 客运站分工方案需合理
结合枢纽现状、新建铁路引入枢纽以及天津市城市总体规划,合理规划客运站布局和作业分工,使客运站布局符合城市总体规划,作业分工便于运输组织。

天津枢纽专门办理客运作业的车站市区内含天津站、天津西站、天津南站、天津北站共4个站,滨海新区含塘沽站、滨海站、于家堡站、滨海北站共4个站,市区与滨海新区之间含军粮城北站。

规划为“四主一辅”客运站格局。

其中天津站、天津西站、滨海站、于家堡站为主要客运站,结合路网规划、市郊列车开行,定位天津北站为辅助客运站;天津南站、军粮城北、塘沽站为主要客运中间站。

主要客运站分工原则为:天津西办理京沪、津保始发、终到作业以及既有京沪线普速通过车到发作业;天津站办理京津城际、津秦客专始发、终到作业,山海关至北京方向普速通过车到发作业;滨海站主要办理津秦、环渤海城际通过车到发作业,也可办理津秦、环渤海城际始发终到作业;于家堡主要办理京津城际及延伸线始发、终到作业;天津北作为城市快铁主要客运站,办理城市快铁始发终到作业。

经研究,京滨城际始发终到作业可由位于滨海新区的滨海站城际场承担。

3.2 京滨城际引入方案研究
按照上述引入天津枢纽方案研究思路,依据天津枢纽车站分工,在考虑不增加新的环境影响带,充分利用现有及规划交通走廊的前提下,结合沿线区域经济据点分布情况、地方城市规划发展需求以及周边环境状况,此次引入天津枢纽研究了两个方案:方案1，经机场沿津滨高速南侧引入滨海站;方案2，沿北环铁路北侧引入滨海站方案。

方案比较范围CK156+000-CK43+350。

3.2.1 方案1，经机场沿津滨高速南侧引入滨海站方案
该方案新建京滨城际经北辰区设北部新区站后,折向南引入天津滨海机场设站后,沿津滨高速公路北侧向东,自南侧引入滨海站,新建城际车场。

线路长度37.95km,投资预估算总额760635万元。

(如图3)
3.2.2 方案2，沿北环铁路北侧引入滨海站方案
该方案新建京滨城际经北辰区设北部新区站后,折向南并入北环铁路通道,沿北环铁路北侧向东,自北侧引入滨海站,新建城际车场。

线路长度33.53km,投资预估算总额508013万元。

(如图4)
3.2.3 方案优缺点分析
方案优缺点分析(如表1)。

4 结语
结合天津枢纽现状及天津市城市总体规划,虽然经滨海机场方案线路长度较长,工程投资较大,但线路能引入机场交通枢纽,满足地方规划要求,同时能提升滨海机场交通枢纽的区域竞争力,最大程度上吸引机场客流,此次研究推荐经机场沿津滨高速南侧引入滨海站方案。

参考文献
[1]铁道第四勘察设计院编.铁路工程设计技术手册:站场及枢纽
[M].北京:中国铁道出版社,2004.
[2]铁路车站及枢纽设计规范[S].北京:中国计划出版社,2005.
[3]新建北京至天津滨海新区城际铁路（宝坻-滨海新区）项目申
请报告[R].天津:铁道第三勘测设计院集团有限公司.
(3)定期检查电气接点,保证无松动,接触可靠。

(4)在检修期间,关闭系统电源,以延长系统使用寿命。

3.2 故障处理
格雷母线位置检测系统在投入运行的4年多时间中,共出现过3次故障,故障现象为:中控检测不到料车地址,此时现场对应设备地址解码器上的格雷码LED指示灯不亮,数码上显示地址为000.050。

此时,查找故障顺序依次为车载部件—中控室部件—格雷母线部件。

方法应优先使用交换法,即利用备件或备用设备上相同型号的部件对可能的故障部件替换,不要轻易对部件进行拆御或对设定值进行调节。

检查步骤如以下几点。

(1)检查车载设备工作情况,先查看天线箱是否被碰掉、连至天线箱的电缆是否被挂断。

(2)打开车载控制柜,用示波器测量地址编码发生器输出端电压,正常情况下有效值为4～8V。

(3)拨下匹配放大单元输入电缆,用万用表测量R线、L线和各G对线的电阻值应为4Ω左右,检查R、L、G对线是否短路或断路,如果测量明确电缆部分存在故障时,查看电缆是否因终端箱或始端箱的连接异常。

如果上述检查都正常,则地面控制柜内地址解码器发生故障可能性大,此时应更换地址解码器。

注意！如果更换的是备用设备上的地址解码器,可能出现现场地址解码器数码上显示地址正常,而中控仍然检测不到地址的现象,这时应在PLC程序中重新更改数据区中数据地址,使之相互对应。

4 结语
格雷母线位置检测系统自2012年9月完成调试,已在供料卸料系统运行4年多,该系统依靠稳定性高、定位精度高、适应环境能力强和极低的故障率等特点,提高了料仓的容积率,减轻了工作强度,极大地保证了生产的顺利进行。

参考文献
[1]靳燕.格雷母线技术在焦炉四大车联锁控制系统中的应用[J].
山西电子技术,2012(5)：41-42.
[2]马智慧.高炉槽上供料系统控制策略研究[J].冶金自动化,
2012,36(5)：51-54.
[3]薛晖,邱建东.格雷母线通信定位系统在有轨巷道式堆垛机上
的应用[J].起重运输机械,2012(9):75-78.
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