一種基于PLC運(yùn)算的環(huán)冷機(jī)臺車輪脫落預(yù)警方法

謝救民 楊永俊 曾韶鋒

摘要：燒結(jié)環(huán)冷機(jī)作為負(fù)責(zé)燒結(jié)礦冷卻的關(guān)鍵設(shè)備，在整個燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中起著重要作用。韶鋼6#燒結(jié)環(huán)冷機(jī)自2008年投入運(yùn)行以來，針對現(xiàn)場實(shí)際問題進(jìn)行了認(rèn)真分析，創(chuàng)新提出了一種基于PLC運(yùn)算的環(huán)冷機(jī)臺車輪脫落預(yù)警方法，旨在使環(huán)冷機(jī)能夠更加安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)環(huán)冷機(jī)；PLC；脫落預(yù)警

1 前言

韶鋼6#燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)于2008年，是韶鋼歷史上的第六臺燒結(jié)機(jī)，理論燒結(jié)面積360㎡，其中配套的環(huán)冷機(jī)理論冷卻面積為398㎡。環(huán)式冷卻機(jī)因其成本低、占地面積小、環(huán)保效果好、整體利用率高等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。環(huán)冷機(jī)的機(jī)械部分由風(fēng)箱、臺車、排料溜槽等部分組成，臺車體為上下層梯形平面結(jié)構(gòu)，上層有箅條板，下層是一塊底板，底板邊緣有密封膠帶，上下層之間有帶通風(fēng)孔的支撐板。臺車間的異形梁和內(nèi)、外欄板組成的筒體，壓在底板邊的膠帶上。

2 燒結(jié)環(huán)冷機(jī)簡介

燒結(jié)環(huán)冷機(jī)采用電機(jī)→減速機(jī)→摩擦輪的動力傳導(dǎo)方式，其中在環(huán)冷機(jī)的南面和北面各有一臺11KW的變頻驅(qū)動電機(jī)、一臺減速機(jī)和配套的減速機(jī)稀油站。環(huán)冷機(jī)正常工作的時候可設(shè)置為“單動”或“聯(lián)動”的模式，變頻器按照設(shè)置機(jī)速控制環(huán)冷機(jī)電機(jī)運(yùn)行。環(huán)冷機(jī)電機(jī)通過彈性接手把轉(zhuǎn)矩力傳遞到環(huán)冷機(jī)減速機(jī)，減速機(jī)將力矩再傳遞到主動摩擦輪，摩擦輪再帶動摩擦板最終實(shí)現(xiàn)了環(huán)冷機(jī)回轉(zhuǎn)框架和臺車的圓周運(yùn)動。

環(huán)冷機(jī)的臺車體[1]是用鉸鏈連接在回轉(zhuǎn)框架上的，臺車體在受料區(qū)域接受從給礦漏斗卸下的熾熱的燒結(jié)礦后，隨回轉(zhuǎn)框架沿水平圓形軌道做圓周運(yùn)動。在卸礦區(qū)，水平圓形軌道改為向下彎曲的曲軌，裝滿燒結(jié)礦的臺車體底板隨曲軌軌跡傾斜，將冷卻的燒結(jié)礦從排料斗卸出，完成一個循環(huán)。

3 環(huán)冷機(jī)臺車可能出現(xiàn)的問題

環(huán)冷機(jī)臺車在長期的運(yùn)行過程中，因受軌道影響、高溫環(huán)境影響、臺車輪軸承人工潤滑、磨損影響，可能出現(xiàn)臺車跑偏（甚至偏離軌道）、臺車輪損壞（甚至臺車輪脫落）的問題，繼續(xù)造成設(shè)備事故。

事故記錄1：2016年4月7日6#燒結(jié)環(huán)冷機(jī)72#臺車掉車輪，共造成燒結(jié)機(jī)停機(jī)9個小時。事故原因是72#臺車所在區(qū)段臺車跑偏，致使其外環(huán)臺車輪軸承保持架憋爆，逼母滑牙，臺車輪掉落。

事故記錄2：2017年6月10日5#燒結(jié)環(huán)冷機(jī)軌道斷裂及臺車脫軌。點(diǎn)檢員到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)內(nèi)環(huán)曲軌入口約600mm長的水平段軌道已經(jīng)斷裂并掉落；環(huán)形曲軌及其支撐立柱變形，支撐立柱基礎(chǔ)工字鋼移位；三部臺車內(nèi)環(huán)臺車輪脫軌；環(huán)冷機(jī)內(nèi)環(huán)42#-69#臺車之間的下密封板多塊變形及掉落；多個臺車輪端面被刮傷。該事故累計(jì)造成停機(jī)15個小時。

環(huán)冷機(jī)臺車事故發(fā)生都不是突然出現(xiàn)的，如果在隱患初期就能及時發(fā)現(xiàn)，那么將能及時安排處理并避免了更大損失。而臺車輪的運(yùn)行狀態(tài)在很大程度上體現(xiàn)了臺車運(yùn)行的狀態(tài)，所以做好對環(huán)冷機(jī)臺車輪的檢測具有重要意義。除了加強(qiáng)專業(yè)點(diǎn)檢、崗位點(diǎn)檢，合理做好臺車輪潤滑、軌道定期調(diào)整外，站在電氣管理的角度，我們提出了一種基于PLC運(yùn)算的環(huán)冷機(jī)臺車輪脫落預(yù)警方法[2]。

4 臺車輪脫落預(yù)警方法簡述與實(shí)施

實(shí)施1：針對環(huán)冷機(jī)臺車輪可能脫落的問題，我們采取了在環(huán)冷機(jī)的內(nèi)外環(huán)加裝拉繩開關(guān)的方法：在內(nèi)外環(huán)靠近臺車輪的軌道旁邊，按照均勻的圓周角度各安裝了4個拉繩開關(guān)，并通過拉線鋼絲繩連接起來。同時把這8個拉繩開關(guān)串聯(lián)起來，串聯(lián)到環(huán)冷機(jī)安全開關(guān)和選擇開關(guān)間的控制回路，保證在臺車輪脫落的情況下砸中拉繩開關(guān)的鋼絲繩，拉繩開關(guān)動作，進(jìn)而環(huán)冷機(jī)停止工作，防止事態(tài)的進(jìn)一步惡化。（見圖1）

實(shí)施2：臺車輪的脫軌都是逐漸形成、要經(jīng)歷一定的過程，特別是在環(huán)冷機(jī)曲軌段更容易發(fā)生且發(fā)生后處理的難度更大。針對臺車輪可能脫軌的問題，我們采取了在內(nèi)外環(huán)進(jìn)出曲軌處加裝了共4個行程限位開關(guān)，當(dāng)臺車輪經(jīng)過的時候壓下行程開關(guān)，觸點(diǎn)接通，然后將臺車輪到位信號傳遞到燒結(jié)大PLC系統(tǒng)，并編制報(bào)警程序，在環(huán)冷機(jī)監(jiān)控畫面做一個報(bào)警信號并配報(bào)警語音：如果環(huán)冷機(jī)在正常運(yùn)行的情況下，相隔一定的時間PLC還沒有接收到臺車輪到位信號，則發(fā)出報(bào)警聲，此時崗位人員就要到現(xiàn)場確認(rèn)情況。（見圖2）

輔助實(shí)施3：除了以上兩個方法實(shí)施外，我們還在環(huán)冷機(jī)外環(huán)南北面加裝了紅外槍型攝像機(jī)、足夠的照明，能幫助中控員更好地監(jiān)控環(huán)冷機(jī)的運(yùn)行情況。

5 結(jié)語

環(huán)冷機(jī)臺車輪脫落預(yù)警方法實(shí)施后，2次對臺車跑偏做出了及時預(yù)警，收到了很好的效果，環(huán)冷機(jī)的運(yùn)行更加可靠穩(wěn)定。作為電氣設(shè)備維護(hù)管理人員，要熟悉生產(chǎn)工藝、了解設(shè)備的基礎(chǔ)機(jī)械知識，更要熟悉掌握它們的電氣控制原理，并從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，發(fā)現(xiàn)出更多可能影響設(shè)備性能的問題和解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]張超，劉霞，朱紹峰，吳明杭，滕海燕.環(huán)冷機(jī)結(jié)構(gòu)簡介及跑偏故障分析[J].冶金設(shè)備，2014（02）：76-78.

[2]甘能.基于PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（06）：159-160.