防止捣固装煤车托煤板碰撞焦侧炉门技术改造
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摘要：陕焦公司70万吨焦化使用的捣固装煤车，采用的是PLC控制系统，装煤控制由主令控制器、PLC、变频器、行程控制器及相关传感器配合共同完成。在托煤板装煤离终点1米左右时，行程控制器设定减速米数到位后，向PLC发送一个减速信号，由PLC控制变频器立刻由高速降为低速，频率由40-45HZ降为8-14HZ，托煤板将缓慢前进，行程控制器设定米数到位后停止。但是当行程控制器发生故障时，托煤板将高速撞向焦侧炉门，造成事故。针对此情况，我们做了一系列改造，防止了类似事故的发生，经过近两年的使用观察，效果良好。
关键词：托煤板 行程控制器 PLC 变频器 减速点
中图分类号：TB497 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0014-02
经过仔细对捣固装煤车装煤系统PLC梯形图，进行分析研究后发现，如行程控制器发生故障，到位后托煤板无法停止，终端还有一个前极限限位将动作，保证托煤板立即停止，避免撞到焦侧炉门。但是，行程控制器是由外部传感器、齿轮、链条、数字显示器和屏蔽电缆组成，当任一部分发生故障时，数显米数和实际米数不符，到达减速点后没有向PLC发出减速信号，托煤板将继续高速向前，即使前极限起作用，首先变频器由高频率高速度到停止有一个减速过程，不能马上停止输出，再有托煤板由于质量重、惯性大不能马上停下来，这时将会撞坏或撞倒焦侧炉门，造成事故。在改造之前，我公司每年都有此类事故的发生。
1、控制原理
（1）主回路：车上有四台配电柜，分别是主电源柜、PLC控制柜和A、B两台变频器柜，两台变频器柜内各安装了一台型号为：FRN132G11S-4C的富士变频器，两台变频器柜一开一备。
通过操作台上的万能转换开关，控制电源柜内三台CJX2-F265型的交流接触器，分别可切换到行走、推焦、装煤状态。
（2）装煤系统控制回路：此车的所有控制均由一台FX2N-128的可编程控制器完成。
（3）装煤控制流程为：首先把操作台上的万能转换开关，选取到装煤位置X002，装煤主令控制器在零位，零位接点通，PLC上的X011有信号输入，推焦连锁Y007、急停X016、行走位连锁Y002全部在闭合为，在X011和Y015闭合后，Y016输出带动300K吸合，为调速系统做好准备，这时Y015有输出，装煤主回路接触器吸合，为装煤做好准备。
（4）装煤：在Y015、Y016同时有输出后，推动装煤主令控制器，X012有输入，前极限X033、前限M34在闭合位，这时Y017前装有输出，带动301K控制变频器FWD动作，向前装煤。
（5）装煤后退：Y015、Y016有输出，装煤后极限X034在闭合位，复位清零Y037在开位，这时拉动主令控制器手柄，接点X013闭合，Y020有输出，302K吸合控制变频器REV动作，向后收回托煤板。
（6）先后半程：向后半程由行程控制器控制米数，到达设定值后，X032打开，M36断开，托煤板停止。这时必须打开前锁勾，让M50闭合，主令控制器复零位，X011闭合Y016才能闭合，再次拉动主令控制器，托煤板继续收回，同时启动卷扬，后挡板与托煤板同步收回。
（7）减速点：在装煤和收回过程中，在距离终点1---1.5m处，都有一处减速点，由行程控制器根据设定的米数控制，当装煤或收回到这一点位（前装减速点X030、收回减速点X031）后，Y022输出至变频器，变频器将以一个固定的频率低速运行，确保设备低速运动，在终点限位动作后，设备能及时停下，保障设备和人员的安全。（图1，2，3）
经过对梯形图分析我们可以看到，前装的减速点由行程控制器控制的只有一个X030，当行程控制器发生故障，托煤板没有减速时，将会发生碰撞事故。
为了减少和杜绝70万吨焦化1#、2#捣固装煤车拖煤板碰撞焦侧炉门事故的再次发生，经分厂和公司相关领导同意，对1#、2#捣固装煤车装煤系统进行技术改造。
2、改造方案
（1）对捣固装煤车上plc控制程序进行修改，增加一条“OR”指令。
（2）利用plc备用输入端子x076，作为信号的输入端子。
（3）利用原前极限钢丝绳上的感应块，增加一套外部传感器信号传输线路，以拖煤板在炉膛中的实际位置距离为准，向plc传送减速报警信号，使变频器进入减速状态。
（4）增加的信号与原行程控制器向plc发出的信号为“或”关系，只要有一个信号到达plc，plc就会向变频器发出减速报警信号，变频器将会减速运行。
3、改造说明
（1）原装煤减速点X030和现在加装的X076为并联关系，只要有一个点到位，就可以驱动Y022向变频器发出减速信号，减速过程开始。当装煤向前发生无高速、全程减速时，就应该怀疑X030、X076这两处外部传感器是否发生短路（X030的传感器在行程控制器内，X076的传感器为接近开关，装在装煤限位钢丝绳处）、线路是否短路或接地、PLC输出点是否击穿、输出继电器接点是否粘连等。
（2）梯形图的修改，在原减速点上并联一副常开点，并与外部传感器相连。
（3）PLC与PC连接：首先打开电脑，用专用数据线连接PLC，打开编程软件，设置连接参数，将PLC运行开关转换至停止位，在软件上点击连接，下载程序至PC，用软件对程序进行修改，编译程序，进行模拟测试，确认无误后上传程序至PLC，覆盖原程序，将开关转换至运行，在模拟平台进行实际测试，完成修改过程。
此项改造所要达到的目的是：在计数器、计数器链条、行程控制器等发生故障、清零传感器误动作、数据显示错误时，能够为plc另外提供一个减速信号，保证变频器能够减速运行，低速停止。减少和杜绝事故的发生。
通过小改造，解决大问题。改造前发生过多次焦侧炉门撞坏撞倒事故，报废炉门多个，每次都要动用吊车和大量维修人员，最重要的是在发生事故和事故抢修时对人员和设备存在重大安全隐患，每次影响生产4到6小时。自2011年元月份改造完成至今，未发生一起由于行程控制器故障而发生不安全事故，保证了企业人员和设备的安全，降低了经济损失，保障了安全生产。