干熄焦提升机和焦罐车的联锁控制

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[摘 要]本文简单介绍了西门子PCS7在首钢干熄焦系统的应用。概述了干熄焦有关工艺流程，系统功能和硬件配置部分，重点介绍了干熄焦提升机系统与焦罐车PLC系统之间的联锁控制。

[关键词]PCS7；干熄焦；焦罐车；提升机

中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0107-01

0 前言

干熄焦技术起源于瑞士，最早的干熄焦装置是1917年瑞士舒尔查公司应用的。我国干熄焦技术的应用，始于上海宝钢。宝钢在1985年一期工程引进日本干熄焦装置并正式投产运行。2009年5月首钢投产的260t/h的干熄焦装置，引进日本新日铁公司的干熄焦技术，是目前国内最大的干熄焦装置。

1 干熄焦系统

1.1 干熄焦工艺流程

干熄焦工艺是利用冷的惰性气体（氮气），在干熄炉冷却室内与红焦进行换热，从而冷却焦炭，吸收了红焦热量的惰性气体，经过一次除尘后将热量传递给锅炉产生高温高压蒸汽，蒸汽再被送至汽轮机进行发电，冷却后的循环气体经一次除尘和二次除尘后再由循环风机加压，吹入干熄炉内循环使用。干熄焦系统由排焦运焦系统、干熄炉、装入装置、提升机、一次除尘器、二次除尘器、干熄焦锅炉系统、循环风机、除尘地面站、水处理系统、自动控制系统、发电系统等部分组成。

1.2 硬件系统配置

干熄焦自动化配置系统使用德国西门子PCS7冗余S7400PLC，在冗余控制中，两套PLC系统互为备用分为主从PLC，即：在冗余PLC系统，主从PLC控制系统每时每刻都在进行通讯，保持一致，随时准备进行切换，一旦主PLC发生故障后会立即切换到从PLC，保证生产能过连续正常运行。

1.3 软件系统配置

通过西门子PCS7系统实现自动控制，根据工艺需要，采用CFC块构成的逻辑控制，PCS7上位监控系统由三台操作员站用于对干熄焦系统的操作以及数据采集、处理、记录及报警，并且将监控画面的指令通过工业以太网传送给下位PLC。

2 干熄焦与焦罐车联锁控制

干熄焦与焦罐车在自动运行过程中联锁控制主要由两部分组成：硬件联锁控制和软件联锁控制。两者必须都满足条件APS，提升机才能执行动作。

2.1 干熄焦与焦罐车控制工艺

从焦炉推出的红焦由装在电机车上的旋转焦罐接受，旋转焦罐由变频器控制，在接焦的过程中恒速旋转，使红焦均匀地落入焦罐。再由电机车牵引到提升机井架下，由PLC完成定位、APS夹紧、接空焦罐、APS解锁、移位、APS再夹紧和向提升机发出提升红焦罐指令等一系列动作。提升机变频装置在PLC的控制下将红焦罐按预定的速度曲线，完成挂钩、焦罐离床和焦罐盖离床等一系列加减速动作，将红焦罐提升到井架的顶部并准确定位。走行变频装置在PLC的控制下再将红焦罐按预定的速度控制曲线，将红焦罐运送到干熄炉的顶部并再次准确定位。在红焦罐向干熄炉顶部移动的同时，装入装置将干熄炉盖自动打开，同时，炉顶的除尘阀门自动打开。除尘风机的变频装置自动将旋转速度提升到满负荷，使干熄炉炉口的压力为负压，防止红焦装入时粉尘外逸。待干熄炉盖完全打开后，提升机再将红焦罐按预定的速度曲线，落放在干熄炉顶部。焦罐到位后，其底门自动打开，向干熄炉内装入红焦。装料完毕后，提升机和走行装置再按预定的速度曲线，将空焦罐回送到正在电机车上等待的台车上，干熄炉炉盖和炉顶除尘阀门关闭，除尘风机将速度减到预定值，从而完成一个装焦过程的循环。一个装焦过程需要8min。

2.2 硬件联锁控制

焦罐车与干熄焦PLC的硬件信号传输是通过一组对位盘实现，如图所示为干熄焦地面对位盘。车上对位盘设有4个电磁铁和2个磁性检测开关，地面对位盘有4个磁性检测开关和2个电磁铁。地上对位盘的4个磁性检测负责接收焦罐车对位盘相应4个电磁铁以下信号：对位偏左偏右，APS锁闭，提升机动作；地上对位盘的2个电磁铁负责向焦罐车发送APS已锁闭，焦罐已着床。

2.3 软件联锁控制

软件通讯信号主要有一下信号组成：

软件信号联锁控制通过自动运行时以干熄焦正常生产时的操作程序进行，以满足干熄焦生产工艺要求。中央自动时，上位切换到HCBC控制并要求焦罐车，提升机，装入装置，APS定位装置的选择开关为自动状态。干熄焦满足工艺要求后发给焦罐车允许空车对位，启动焦罐车走行装置进入干熄焦区域空车对位，需要通过车上硬件对位盘的电磁铁发给干熄焦偏左或偏右信号和APS锁闭1或APS锁闭2以及网络软件上的APS锁闭同时具备后才允许APS锁闭，APS将焦罐车从正负100mm强行夹至正负10mm的停车精度，锁闭完后通过地上对位盘的电磁铁发给机车APS已锁闭信号。焦罐车通过车上对位盘发给干熄焦提升机动作，同时网络发出允许HCBC接空罐信号同时具备后提升机把空焦罐放到焦罐车上，APS自动打开，允许HCBC满罐对位，对位完毕后，再次确认完毕后APS锁闭，依次收到对位盘的提升机动作和网络的HCBC允许送满罐，提升机自动将满罐提起到待机位后APS自动打开，焦罐车可以离开干熄焦进入焦炉区域接焦。

3 应用效果

随着干熄焦技术推广的应用，干熄焦设备的高效化，大型化成为20世纪80年代中期以来的发展趋势。首钢干熄焦装置引进日本新日铁公司的干熄焦技术，采用德国西门子PCS7冗余系统，其提升机和焦罐车联锁控制采用硬件和软件双重保护，安全性能得到保护，值得其它干熄焦工程借鉴。

参考文献

[1] 罗时政，乔继军，张丙林，等.干熄焦生产操作与设备维护[M].-北京： 冶金工业出版社，2009.9.

[2] 潘立慧，魏松波，主编.干熄焦技术[M].-北京：冶金工业出版社，2005.