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浅议焦炉四大机车自动定位系统
作者：孙明
来源：《科学与财富》2016年第13期
摘 要：本文主要介绍了焦炉四大机车自动定位系统，分析了焦炉四大机车自动定位系统的工作原理。
关键词：四大机车；焦炉；自动定位 0 背景
焦炉机车是焦炉生产的重要工艺设备，长期以来，焦炉生产环境恶劣、生产率低下、操作质量落后。如何将处于炉顶温度高、有害气体及粉尘多、劳动强度大的操作工人解放出来，提高劳动生产率、降低生产成本、保证安全生产是焦化行业一直亟待解决的难题。随着自动化技术的飞速发展，国外一些西方国家先后对焦炉四大机车自动生产进行了大量的研究和开发，其中机车自动定位和行走技术是实现焦炉机车无人驾驶的关键。
焦炉四大机车自动化系统的目标就是通过推焦车、拦焦车、熄焦车和装煤车各自行走位置的精确测量和相互之间可靠的数据通讯，来实现四大机车推焦连锁和四大机车协调工作，以及在生产计划控制下的自动行走、自动定位、自动操作，从而实现四大机车的自动化生产运行和计算机生产管理和最终机车的无人驾驶的目标。 1 机车定位技术 1.1机车定位技术种类
机车定位技术是焦炉机车自动化的关键技术，也是实现机车无人化操作核心问题。当前国内外的定位技术主要有旋转编码器位置检测、读携码器编码位置检测、红外定位技术、编码电缆位置检测、条形码位置检测、电磁感应技术等。 1.2机车定位技术对比
机车定位技术的对比概括如表1所示。 2四大机车自动定位系统其他关键技术 2.1机车本体控制技术可靠
机车本体控制是整个无人驾驶的基础，要将过去需要机车司机一项项操作的流程，通过流程指令贯穿并执行，必须要有高度可靠的检测设备和控制系统。目前国内外主要手段是采用故
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障率低的PLC+变频设备和高度可靠的限位开关、主令控制器、编码器等设备配置而成，由于环境较为恶劣，HMI一般不采用普通PC机而采用防护等级和稳定性较高的一体化工业级触摸屏。
2.2 四大机车连锁系统
四大机车连锁是保障机车安全操作的必要条件之一，通过这些计算机连锁，大大降低了工人的劳动强度。其主要连锁如下：
摘门连锁：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+当前时间离计划时间在规定允许范围内。允许拦焦车摘门=拦焦车摘门机构对准计划推焦炭化室的中心位置+当前时间离计划时间在规定允许范围内；
推焦连锁：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+拦焦车导焦栅到位（闭锁）+熄焦车卸焦门关闭+当前时间离计划时间在规定允许范围内。二级允推=一级允推+拦焦车确认+熄焦车确认；
平煤连锁：允许平煤=推焦车对准平煤中心位置+ 装煤车允许平煤+小炉门打开； 装煤连锁：允许开盖=装煤车对准计划推焦炭化室（已推完焦）的中心位置+机、焦侧炭化室炉门关闭。允许装煤=装煤车对准计划推焦炭化室（已推完焦）的中心位置+已开盖+机、焦侧炭化室炉门关闭。允许取煤=装煤车对准任一取煤口的中心位置。 2.3自动走行，自动定位系统
推焦车、拦焦车：推焦动作和平煤动作在接焦操作完毕后，根据实际设定的工艺流程和串序方式，机车自动（或按一下“确认”按钮）行走到下一计划炉号，并一次定位在规定允许范围内的位置；
装煤车：装煤操作完毕后，装煤车自动（或按一下“确认”按钮）行走并定位到电子秤位置（规定允许范围，此时向网关PLC发送称重信号），称皮重完毕后，装煤车自动（或按一下“确认”按钮）行走并定位到取煤位置（规定允许范围），取煤完毕后，装煤车自动（或按一下“确认”按钮）行走并定位到电子秤位置（规定允许范围，此时向网关PLC发送称重信号），称毛重完毕后，根据实际设定的工艺流程和串序方式，机车自动（或按一下“确认”按钮）行走到下一计划炉号，并一次定位在规定允许范围内的位置。？？？
熄焦车：（位置判断是否熄焦，定位熄焦、定位接焦）接焦完毕后，熄焦车自动（或按一下“确认”按钮）行走并定位到熄焦位置，熄焦完毕后，熄焦车自动（或按一下“确认”按钮）行走并定位到计划卸焦位置，卸焦完毕后，根据实际设定的工艺流程和串序方式，机车自动（或按一下“确认”按钮）行走到下一计划炉号，并一次定位在规定允许范围内的位置。
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2.4无线数据传输系统
目前国内行业还是普遍采用国外的无线电台技术。譬如济钢就选用了国外先进的点对点、点对多点SCADA电台，由于该产品采用数字信号处理（DSP）技术，具有较强的抗干扰性能。保证了现场数据交换及通信的需要。系统采用了先进的基于正副本多冗余校验机制的DF1通信协议，保证了无线通信数据的可靠和准确。其基本参数如下： CRC校验方式；波特率为9600；偶校验；频率范围为220～240MHz；载波功率为0.1W-2W。 2.5 焦炉机车管理系统
机车的信息管理系统主要包括：推排焦计划自动生成和远程下达；推焦电流管理；推焦系数的自动计算和各种推焦报表的生成和自动打印。机车的基本数据如推焦电流、机车位置等信号通过机车PLC、无线网络发送到网关PLC，再通过高速以太网传送至集中控制室内的服务器内，进行采集并存储在关系数据库内，分析研究焦炉运行情况，为焦炉操作提供指导意见。同时推排焦计划等信息通过该网络逆方向发送至机车上的PLC，指导或直接驱动机车完成行车、推排焦、装煤、接焦、熄焦等一系列动作。 参考文献
[1] 四大机车英文操作手册.2008年5月.夏尔克公司.
[2] 清华大学出版社.无线通信与网络. 2003.11.1.[美]斯托林斯.