三车联锁技术的工作原理及应用

　　摘 要：三车联锁是焦炉生产的重要安全设施，对焦化厂的安全生产有着十分重要的意义，实现稳定的三车定位，将是三车联锁技术的关键。本文针对河钢邯钢焦化厂采用的三车联锁技术，分析了其运行原理及应用。
　　关键词：三车联锁；焦炉；故障处理
　　炼焦生产中，推焦机、拦焦机和熄焦机简称三车，三车的精确定位与锁定是焦炉安全生产的核心问题之一。由于现场工作环境恶劣，各车之间的距离较远及彼此不可见，容易造成三车对位偏差、协调操作失误及红焦落地等事故。要实现焦炉三车的炉号自动识别、推焦动作联锁，首先要解决两个基础的技术问题：第一，三车的定位问题，解决了定位问题，就实现了炉号自动识别问题；第二，三车之间、三车与中控室之间的数据交换问题，即通信问题。因此国内外的三车联锁系统无一例外地采用定位技术和通信技术来实现焦炉的三车联锁。河钢邯钢焦化厂采用武汉利得的三车联锁技术即实现了这一目标。
　　1 三车联锁系统的组成原理
　　焦炉三车联锁系统主要由两部分组成，编码电缆定位技术和数据通讯技术。
　　1.1 编码电缆定位的工作原理
　　编码电缆是定位系统中关键部分，编码电缆是由电缆芯线、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。
　　编码电缆位置检测原理：移动机车上安装一个天线箱（发射天线），天线箱距离扁平电缆10-30CM，天线箱发射的高频信号通过电磁感应被地面的编码电缆接收，R线为平行敷设的一对线，接收到的信号作为基准信号，G0—G9在不同的位置有不同的交叉点，其接收到的信号在经过偶数个交叉后，相位与基准信号相同，在经过奇数个交叉点后，相位与基准信号的相位相反，若规定同相位时地址为“0”，反相位时地址为“1”，则在编码电缆的某一位置得到唯一10位的地址编码，此对应与机车的一个地址。
　　位置检测单元将地址码转换成十进制的米数，即可检测出机车离编码电缆始端的距离，从而得到机车的位置，中控室的PLC将这个地址与数据区中预设定的各炉号的地址相比较，即可知道机车在哪个炭化室，是否已经对准。
　　1.2 数据通讯的工作原理
　　数据通讯主要指上行信号和下行信号，也就是地面站和车载站之间的相互通讯，由无线通讯模块实现数据传输。
　　1.2.1 上行信号
　　上行信号指地面站→车载站的信号，上位机的生产计划和系统的时钟通过网口送到数据处理核心通讯控制器，通讯控制器将这些数据和各车所在的炉号、状态信号以及控制信号按通信协议编成一个数据帧，通过交换机、光纤、交换机送到无线数据通信模块进行信号调制和放大后发射出去(本文来自：www.bdFqY.cOM 千 叶帆文 摘:三车联锁技术的工作原理及应用)。车上的无线数据通信模块接收到地面站发来的信号后，进行解调，送到车上PLC进行分析，需要显示的内容送车载显示屏显示，控制信号对车辆的执行机构进行控制。
　　1.2.2 下行信号
　　下行信号指车载站→地面站的信号，车上的开关信号和电流信号通过PLC的I/O和模拟量输入模块输入到PLC中，PLC将这些数据按通信协议编成一个数据帧，送到无线数据通信模块进行信号调制和放大后发射出去。地面站的无线数据通信模块接收到地面站发来的信号后，进行解调，将还原出的数据通过交换机、光纤、交换机送到通讯控制器进行分析，形成控制命令，指挥各车工作，需要记录的数据送到上位机形成记录。
　　2 三车联锁技术在焦炉系统的应用
　　2.1 摘门联锁
　　①允许推焦车摘门=推焦车摘门机构对准计划推焦炭化室的中心位置（在偏差允许范围内）；②允许拦焦车摘门=拦焦车对准计划推焦炭化室的中心位置（在偏差允许范围内）；③在推焦车、拦焦车操作台上安装有摘门“联锁/解锁”选择开关，当系统发生故障或维修时，选择“解锁”状态，不影响正常的生产和维修。
　　2.2 推焦联锁
　　①一级允推=推焦车、拦焦车、熄焦车对准计划推焦炭化室的中心位置（在误差允许范围内）+机侧炉门已摘+导焦槽锁闭+熄焦车车门关闭；②二级允推=一级允推+拦焦车、熄焦车发出人工允推信号+风机已达高速；③在推焦车操作台上安装有推焦“联锁/解锁”选择开关，以便当系统发生故障或维修推焦杆时，选择“解锁”状态，不影响正常的生产和维修。
　　2.3 车上显示功能
　　实时显示系统时钟、当前计划炉号、当前计划时间、各车炉号、联锁/解锁状态、一级允推、二级允推、炉门开闭状态、拦焦车导焦槽锁闭状态、炉盖开关状态等。
　　2.4 上位机综合管理功能
　　①计划输入、编辑和自动生成；②记录报表生成、打印和备份；③全炉区动画监控；④推焦电流曲线、装煤电流记录。
　　2.5 系统的自适应功能
　　①车辆自动更换功能：当车辆发生意外事故，急换备用车辆时，系统会自动适应更换工作车号，不需应急更改计划；②计划自动跟踪功能：当系统发生故障而不能更改计划时，待系统恢复正常后会自动更新当前计划。
　　3 结语
　　由此可见，三车联锁定位技术应用到焦炉系统之后，完全能够实现安全联锁功能，达到焦炉安全生产的目的，即使出现故障也能快速解决，基本杜绝了安全生产事故的发生，大大提高了焦炉生产的可靠性，值得焦化行业推广和应用。
　　参考文献：
　　[1]刘欣.焦炉三车联锁的自动化研究[J].燃料与化工，2013（2）.