格雷母線技術(shù)在煉鐵供料系統(tǒng)中應(yīng)用及電氣維護(hù)

韓斌科

摘 要：河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司東區(qū)煉鐵部供料系統(tǒng)承擔(dān)著儲(chǔ)備原料以及為高爐配料系統(tǒng)提供原燃料的關(guān)鍵任務(wù)，煉鐵部供料車間輔助料場區(qū)域共計(jì)建有圓筒料倉12個(gè)，原料經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送到料倉上部，通過卸料車將原料裝入料倉。為使卸料料面均勻、平整，提高料倉容積率，中控室操作人員需實(shí)時(shí)掌握卸料車的位置和控制料車往復(fù)運(yùn)行。格雷母線位置檢測系統(tǒng)具有定位精度高、可連續(xù)檢測、防塵、耐酸堿、使用壽命長等特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于供料系統(tǒng)卸料小車的定位及自動(dòng)控制中。該文介紹了格雷母線技術(shù)的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)在邯鋼東區(qū)煉鐵部供料卸料小車上的應(yīng)用及故障維護(hù)。

關(guān)鍵詞：格雷母線 煉鐵 供料

中圖分類號(hào)：TF08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（b）-0039-02

1 格雷母線位置檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）格雷母線位置檢測系統(tǒng)由地面站和車載站兩部分組成。

地面站包括格雷母線、始端箱、終端箱、阻抗匹配單元、地址檢測單元以及協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊等。（如圖1）

車載站安裝在卸料車上，由地址編碼發(fā)生器和天線箱等組成。

（2）主要技術(shù)指標(biāo)。

①定位精度：5 mm。

②工作溫度：-30 ℃～+75 ℃。

③通訊波特率：9.6 Kbps。

④通訊誤碼率：<10-7。

2 格雷母線定位技術(shù)的工作原理

格雷母線利用電磁感應(yīng)原理以相互靠近的扁平狀的電纜和天線箱之間的電磁耦合來進(jìn)行通信，并在通信的同時(shí)檢測到天線箱在格雷母線長度方向上的位置。

格雷母線由電纜芯線、模芯和電纜護(hù)套構(gòu)成。芯線有兩種，即基準(zhǔn)線（R線）和地址線（G0線～G9線）?；鶞?zhǔn)線R在整個(gè)電纜段中不交叉，地址線是按格雷碼的編碼規(guī)律來編制的，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在整個(gè)電纜段中只交叉一次。

當(dāng)卸料車上天線箱線圈中通入交變電流時(shí)，在天線箱附近會(huì)產(chǎn)生交變磁場。格雷母線近似處在一個(gè)交變的均勻分布的磁場中，每對格雷母線芯線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。發(fā)射單元（即圖1中地址編碼發(fā)生器）將地址信號(hào)通過電磁耦合方式傳送到格雷母線的感應(yīng)環(huán)線上。地址檢測單元（即圖1地址解碼器）對接收到的信號(hào)進(jìn)行相位比較。以接收到的平行線（R線）信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)，同接收到的地址線（G線）信號(hào)作比較，若交叉線（G線）的信號(hào)相位與基準(zhǔn)信號(hào)相位相同，地址為“0”；相位相反，地址為“1”，這樣將感應(yīng)的地址信息轉(zhuǎn)換成用格雷碼排列的10位地址編碼，且在格雷母線的某一位置得到唯一10位的地址編碼，此對應(yīng)料車的一個(gè)地址。地址檢測單元將地址碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的米數(shù)，即可檢測出料車離格雷母線始端的距離，從而得到料車的位置。

3 格雷母線檢測系統(tǒng)電氣維護(hù)及故障處理

3.1 日常維護(hù)

格雷母線位置檢測系統(tǒng)的可靠、無故障運(yùn)行是生產(chǎn)穩(wěn)定有序順行的基本保障。由于現(xiàn)場卸料時(shí)，易產(chǎn)生煤粉、碳粉等細(xì)小粉塵顆粒，對格雷母線位置檢測系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備正常工作造成潛在影響。因此，在日常使用與維護(hù)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）交接班時(shí)，檢查天線箱的連接是否緊固無松動(dòng)。應(yīng)保證天線箱和格雷母線間的間隔在80～110 mm之間。

（2）定期清掃電氣柜，除去電氣柜中的灰塵。

（3）定期檢查電氣接點(diǎn)，保證無松動(dòng)，接觸可靠。

（4）在檢修期間，關(guān)閉系統(tǒng)電源，以延長系統(tǒng)使用壽命。

3.2 故障處理

格雷母線位置檢測系統(tǒng)在投入運(yùn)行的4年多時(shí)間中，共出現(xiàn)過3次故障，故障現(xiàn)象為：中控檢測不到料車地址，此時(shí)現(xiàn)場對應(yīng)設(shè)備地址解碼器上的格雷碼LED指示燈不亮，數(shù)碼上顯示地址為000.050。此時(shí)，查找故障順序依次為車載部件—中控室部件—格雷母線部件。方法應(yīng)優(yōu)先使用交換法，即利用備件或備用設(shè)備上相同型號(hào)的部件對可能的故障部件替換，不要輕易對部件進(jìn)行拆御或?qū)υO(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。檢查步驟如以下幾點(diǎn)。

（1）檢查車載設(shè)備工作情況，先查看天線箱是否被碰掉、連至天線箱的電纜是否被掛斷。

（2）打開車載控制柜，用示波器測量地址編碼發(fā)生器輸出端電壓，正常情況下有效值為4～8 V。

（3）撥下匹配放大單元輸入電纜，用萬用表測量R線、L線和各G對線的電阻值應(yīng)為4 Ω左右，檢查R、L、G對線是否短路或斷路，如果測量明確電纜部分存在故障時(shí)，查看電纜是否因終端箱或始端箱的連接異常。

如果上述檢查都正常，則地面控制柜內(nèi)地址解碼器發(fā)生故障可能性大，此時(shí)應(yīng)更換地址解碼器。注意！如果更換的是備用設(shè)備上的地址解碼器，可能出現(xiàn)現(xiàn)場地址解碼器數(shù)碼上顯示地址正常，而中控仍然檢測不到地址的現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)在PLC程序中重新更改數(shù)據(jù)區(qū)中數(shù)據(jù)地址，使之相互對應(yīng)。

4 結(jié)語

格雷母線位置檢測系統(tǒng)自2012年9月完成調(diào)試，已在供料卸料系統(tǒng)運(yùn)行4年多，該系統(tǒng)依靠穩(wěn)定性高、定位精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)和極低的故障率等特點(diǎn)，提高了料倉的容積率，減輕了工作強(qiáng)度，極大地保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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