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焦炉设备系统构成

作者:瑞创机械 日期:2019-10-07

焦炉推焦车全自动操作是国内焦化企业炼焦作业自动化发展的方向。炼焦全自动操作系统包括推焦、装煤、拦焦、熄焦作业,该系统对位置检测精度、抗干扰能力、焦炉机械装备水平、自动化控制和安全性等有很高的要求,国外也只有德国、日本等国家拥有相关技术并能够实现焦炉设备全自动操作。

本系统以感应无线技术为核心,通过具有高抗干扰性的感应无线差分式接收天线装置和感应无线串行地址检测系统,构成高准确性的数据通信和控制平台,来实现中控室计算机与移动机车间无接触数据交换,达到在炼焦恶劣环境(高温、腐蚀性气体、电磁波干扰、粉尘、噪声等)下由中控室计算机控制实现推焦车的精密地址检测、炉号对位(其误差为±5mm)、联锁控制、自动走行以及自动化作业,优化生产管理并全程自动监控。系统由中控室系统、扁平电缆、车载系统3大部分构成。

系统构成

1、采用感应无线通信

数据通信是全自动操作系统中的一个重要环节,其准确性、可靠性是决定该系统的成败因素。在本方案中采用新型抗干扰感应无线通信技术和设备。其通信原理为正交通信,当车载天线沿着编码电缆移动时,在任意点上的感应信号电压不为零,保证了通信的连续稳定。采用调频方式(也可用调相方式),载波频率为40~100kHz的超长波,辐射干扰小,误码率优于10-6,实现了稳定可靠的通信。

2、机车位置采用车上检测地址方式

推焦车位置检测过去采用由中控室检测机车位置的模式(简称“地上测址”),即由中控室发送载波信号,机车接收后将位置信号返送给中控室,中控室解码后还原出机车实际位置。该模式存在通信速率慢、检测时间长以及不能同时检测多台车辆地址等缺陷。

车上检测机车位置的模式(简称“车上测址”),即由中控室通过载波发生器不间断地向编码电缆发送地址检测用的载波信号,沿电缆方向上的所有机车可通过地址天线箱接收载波,地址检测器以每次4~6ms的速度解码还原出机车所在位置,并将地址送予车上控制器,机车直接检测出当前地址。此模式的优势在于:

(1)位置检测精度高达±5mm,且为连续的绝对地址,即使中途掉电,则复电后能立即得出当前位置,不需要参考点重新校准。可靠地实现了机车对位联锁控制;

(2)编码电缆上的多台机车可同时检测其自身地址,各车一次测址只需几毫秒,它解决了地上测址模式存在的检测周期长的缺陷;

(3)机车不必通过与中控室(地上局)的通信就能知道自己的精确的位置(地址),提高了系统的实时性,相当于无滞后的即时位置。有了精确的即时地址,也就能精确地对机车实施令行禁止。这一点对精确定位尤其重要。因此,车上位置检测功能是实现机车自动走行、无人驾驶的必备基础。

3、机车自动走行的自纠偏差数学模型

虽然具备了机车位置的高速连续测址的基础,但如何控制推焦车行进的速度,实现机车快速、准确、连续的“自动走行”,也是实现全自动操作的一个重要而关键的技术环节。为此结合采用“模糊控制”算法和PID控制算法,建立了一个自动走行的自纠偏差数学模型。

当系统处于自动走行状态时,机车控制器高速循环判断机车当前地址和计划炉号的目标地址差值,形成地址、地址差值与机车速度之间的三维动态曲线,分析现场工况的变化、天气因素和设备的状态变化所产生的影响,向机车变频调速机构发出行走控制指令,指挥移动机车无级(或多级)调速行驶、滑行、刹车等。万一刹车后位置有误差,控制器能根据其差值自动发出点动指令,驱动机车向目标地址精确定位。同时,在速度控制曲线中自动记录其修正值,达到自适应精确自动走行的理想效果。


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