干熄焦提升机控制系统的应用与改进

    提升机是干熄焦的重要设备，它的作用是将焦罐提升至提升井架顶部，提升机向干熄炉平移的过程中，装入装置自动打开，提升机对好位后，将焦炭装入干熄炉里，然后将空罐提起，送回熄焦车上。为了将焦炭连续的装入干熄炉里，保证焦炭的质量。这就要求提升机控制系统必须具备稳定运行的特点，从而保证干熄焦的稳定运行。

1、 提升机PLC控制系统的组成

    干熄焦提升机控制系统采用的是昆腾系列PLC。干熄焦的PLC控制系统主要由CPU站，地面分站，车上分站，modbus plus 网络等四部分组成的。

1.1、提升机plc控制系统的分站

    提升机PLC控制系统有两个分站, 地面分站位于提升机配电室，主要是负责采集配电室内的变频器、低压配电器等输入信号以及输出对变频器和接触器等的控制信号。地面分站还有和EI系统PLC的输入输出连接，负责两套PLC系统间的信号传输。车上分站位于提升机司机室操作台内，主要是负责提升机接近开关信号、机械室、操作台的开关信号的输入和对现场配电箱控制信号、操作台指示灯信号的输出。

1.2、提升机plc控制系统的modbus plus 网络

    配电室触摸屏、司机室触摸屏和提升机高速计数器是由提升机plc控制系统的modbus plus网络连接的。触摸屏获取提升机的限位信号、状态信号，以便岗位工直观地看到提升机的运行状态。提升机高速计数器将提升编码器和走行编码器的位置信号传送给CPU，最后由程序处理，控制提升机的速度和启停。

2、控制系统的完善与改进

2.1、编码器位置检测系统的完善与改进

    干熄焦提升机属于特种起重设备，它的位置检测系统对其安全稳定运行起到非常重要的作用。位置检测系统的主要功能是检测提升机运行过程中的减速、停止、定位、超行程等位置信号。提升机正常运行过程中的位置检测由电感式接近开关和编码器两套系统共同完成，超行程的位置检测由旋转限位、行程开关、重锤限位等完成。其中，编码器位置检测系统由绝对值编码器、高速计数器、 modbus plus通讯网络，PLC等组成。安装在传动轴上的绝对值编码器将位置信号转换为电信号后传送给高速计数器，PLC再通过modbus plus通讯网络读取高速计数器中的码值。在PLC程序中，通过实数比较功能将码值转换为中间变量，再通过对中间变量的运算来完成对提升机的加速、减速、停止以及相关的联锁等控制功能。由于编码器的检测精度高，其对提升机的精确对位、稳定运行起到重要作用。

    焦二干熄焦提升机编码器位置检测系统在运行过程中存在两个缺陷。一是提升机控制系统的modbus plus网络有通讯瞬间中断的故障，导致提升机在中央自动运行过程中意外停机，降低了提升机的运行效率和安全性能。另外，在提升机手动控制时，编码器位置检测系统不起作用，只有接近开关控制提升机的加速、减速、停止以及相关的联锁等，如果负责位置检测的接近开关失灵，提升机就会出现超行程故障，从而引发事故。

    针对以上缺陷，我们认真分析了故障原因和PLC程序，对其做了适当的完善和改进。我们将PLC程序中的比较功能的参数做了适当修改，由原来的小于等于设定值N比较功能改为小于等于设定值N1且大于等于设定值N2的比较功能。这样就可以克服码值归零造成的影响。原设计中，提升机在往运行的吊钩打开处开始提升时，将编码器码值赋给中间变量，在复运行的下降过程中把编码器码值和这个中间变量的值比较，如果码值大于等于中间变量的值，则认为已经下降到吊钩打开位置。这样，如果码值归零正好发生在赋值时间，则会造成提升机卷下不能动作的故障。我们对PLC程序做了适当修改，取消了赋值功能，将其修改为与一个固定的设定值比较，克服码值归零造成的影响。另外，我们在提升机手动操作程序中自编了一段程序，在吊钩打开、待机位停止、上限停止和装入下限四个限位检测点加入了编码器保护，实现了提升机手动操作的稳定性和安全性。

    通过对编码器位置检测系统的改进后，经过长时间的运行，没有发生过类似的故障。无论是提升机的中央自动运行还是手动运行，都避免了提升机类似故障的出现。提高了提升机的稳定系数，保证了提升机的稳定运行。

2.2、常见故障及处理方法

    干熄焦提升机在工作过程中需要和干熄车、APS自动对位装置、装入装置三套设备配合完成装焦。正常运行时，除干熄车需要司机手动发出操作指令外，提升机、APS、装入装置都处于自动运行状态。所以，四套设备之间的联锁功能对它们的稳定、安全运行起到十分重要的作用。

    在工作过程中，它们的联锁功能暴露出三个缺陷。一是装入装置没有“开定位”限位。提升机在走行到“往限位”位置后，如果检测到“装入装置开到位”信号，则自动卷下装入红焦。改进前，仅有一个行程开关检测的“装入装置开到位”信号。如果该信号出现短路，则提升机会出现误判，在装入装置未开到位时卷下装入，出现红焦落地事故。为此，我们新安装了一个“装入装置开定位”限位，并将该信号引入到PLC输入。通过修改PLC程序，使提升机实现了仅同时检测到“装入装置开到位”和“装入装置开定位”两个信号时才自动卷下的联锁功能，提高了安全可靠性。同时，“开定位”信号未参与到控制装入装置的起停动作，没有改变装入装置的运行功能。二是提升机在使用“车上手动”操作方式时，在吊钩打开位置的提升动作和“APS夹紧”没有联锁功能，运行中容易引发事故。当干熄车接完空罐，APS松开后，干熄车司机正常操作干熄车出塔，这时提升机司机如果误操作将提升机卷上，干熄车撞上提升机吊钩，造成吊钩变形。通过修改PLC程序，将“APS夹紧”信号添加到提升机在吊钩打开位置处提升联锁条件中，避免类似事故。三是提升机在采用“中央自动运行”操作方式时，偶尔会出现这种异常现象：在送满罐提升到刚过待机位时，提升机突然改变运行方向，进行向下卷下动作直到吊钩打开位置正常停止。通过分析PLC程序，判断出现这种异常现象可能是由于提升机在自动提升到待机位时，接空罐的信号有效，使提升机PLC出现了误判，执行了待机位卷下的程序动作。为了验证这个分析结果，在提升机自动提升到待机位时，让干熄车司机按下接空罐按纽，果然出现了卷下现象。通过修改PLC程序，在提升机执行提升动作时，使接空罐的信号不起作用。

    对提升机联锁功能做了如上完善后，避免了类似事故的发生，提高了提升机的安全、稳定性。

3、结束语

    通过对提升机plc控制系统的改进后，经过生产实践检验，收到了很好的应用效果，保证了焦炭的质量，稳定了干熄焦的运行。