摘要：焦化生产是一个复杂的过程，系统受到诸如高温、灰尘。振动、电磁干扰等因素的影响，对工艺参数的测量难度大。同时控制系统复杂而庞大，以往的继电控制方式，大都通过硬接线连接，一旦发生故障，查错困难;而且如果工艺发生变化，系统的改造和优化扩展难度大，甚至有可能需要重新设计。焦炉控制工程采用PLC系统进行设计，相对于继电控制，它具有可靠性高、抗干扰能力强、功能完善、编程简单、使用灵活方便的优点。
关键词：PLC；焦炉机械；设备自动控制
1 焦炉生产工艺
焦炉由煤焦化系统、焦炭冷却排出系统、空气煤气燃烧加热和废气系统、荒煤气系统4部分组成。
煤料通过提升机输送到炉顶储煤仓，经料盅送到炭化室。在炭化室顶部煤料被预热后，由压煤推焦装置推动物料下行，到达炭化段。当煤料转变成固体焦炭后,继续由压煤推焦装置推动向下移动进入冷却段。焦炭逐步被冷却，冷却后的低温焦炭通过排焦装置排人液封熄焦槽中，最后由液封熄焦槽中的焦炭输送装置送往筛焦设备或焦仓。
燃烧煤气从炉体底部燃烧煤气人口输人，直接进人到燃烧室底部.和到达燃烧室底部的空气混合燃烧。在立火道燃烧生成的高温废气通过燃烧室一炭化室墙给炭化室供热。炉体的顶部和中部都设有荒煤气出口，干馏过程中产生的荒煤气从荒煤气出口经桥管、上升管汇人集气管，在桥管和集气管处用高压循环氨水喷洒冷却后经吸气弯管抽吸至冷鼓工段。
2 引入PLC技术的焦炉机械设备自动控制系统的特征
焦炉机械设备自动控制系统引入PLC技术后，其工作情况具有四个特征。一是操作方便，PLC系统可通过计算机进行实验模拟，提高工作效率和工作质量。再者，该系统还可进行自动检测，确保可及时检测出设备运行中的问题，让工作人员及时处理，提高系统运行的安全性。二是反应及时，PLC结构的主体是辅助继电器，通常可以忽略节点变为时间，此外在信息处理方面因为具体返回系统时间少而速度得到提高。三是安全性较高，PLC技术可以让电气自动化控制系统更好地抵抗干扰，其运行效率和安全性都得到提高。四是功能健全，焦炉机械设备自动控制系统的基础功能会因为PLC技术的引入而得到提高，如电气设备和配套设备的融合更高效，进而系统整体功能得到提升。
3 PLC程序及梯型图案例
本PLC程序有其自身的规律可循，控制系统的输入、输出通过I/O模块来实现。中间环节由PLC软件来实现。此控制系统的输入信号指令元件有旋钮、按钮、限位开关等，输出信号执行元件有接触器、液压电磁阀、气动阀、信号灯等。下面针对PLC软件的每一个环节进行介绍。
3.1 输入处理
焦炉设备是移动的机械，车上限位开关较多，车辆在移动过程中限位开关易产生误动作。限位开关的误动作信号输入PLC，将直接影响PLC自动程序的执行。因此，正确地输入信号是PLC自动执行程序的保证，为此设置了PLC输入处理功能，针对不同型号的PLC可有不同的处理方法。
3.2 联锁
焦炉设备分为几个大车，每一个车都是独立的，控制系统也是独立的。一个车上根据机械设备的构成可分为几个或十几个动作单元，一个动作单元里又分为几个或十几个动作，每一个动作既有与本单元其它动作的联锁，又有与其它单元动作的联锁，这个联锁就是在每一个动作中进行PLC手动时的起动条件、运行条件的成立与不成立的判定。联锁条件归纳如下：PLC手动起动联锁；PLC手动运行联锁；PLC自动起动联锁；PLC自动运行联锁这四种联锁贯穿在每一步动作中，联锁条件的确立必须充分了解设备的工艺要求。此部分编程较为方便，就是利用PLC的常开、常闭点将联锁条件罗列即可，难点在联锁条件的确立。确立联锁条件需要设计人员掌握做某一步动作时其它动作所应处的状态。起动联锁、运行联锁是两个独立的联锁条件，起动时只有起动联锁条件满足才可以起动，运行联锁也同理。联锁条件不具备发生联锁欠落，操作台上有联锁欠落信号灯，PLC程序控制此信号灯显示。
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3.3 方式选择
焦炉设备的每一个动作单元里均设有自动、手动、断、紧急手动四种工作方式，方式选择就是处理单元自动、PLC手动、断、紧急手动的转换。
3.4 程序步
焦炉设备一个车上根据机械设备构成可以分为几个或十几个动作单元，在每一个动作单元里有几个或十几个动作，把每一个动作看作一步，程序步控制内容既为按照单元自动流程要求，动作依次进行，直到该单元动作完成。
3.5 一次动作
程序步的每一步动作称为一次动作。这套件的自动化程度高关键就在每一步动作中或有重做或有跳步或有超时检查功能。某一步动作具体具有哪种功能根据设备机械工艺而定。下面分别介绍这三种功能。
3.5.1重做
重做就是将某一步动作完成所需要的检测时间通过程序予置到PLC的寄存器中，某一步动作开始时寄存器中的数据传送到定时器，定时器开始定时，在规定的时间内动作完成发出此步动作完成指令。如果此步动作没有完成，则发出重做请求指令，操作台面设有重做显示灯及按钮，按下此按钮进行重做，首先此步动作先逆动作1秒，之后进行正动作，进行正动作的同时重复开始时程序。如果每一次重做没有成功，程序设计允许重做二次，此时可进行二次重做，若第二次仍没完成，则发生AL1故障，此时必须停止工作，检修故障点。
3.5.2跳步
跳步就是将此步动作跳过去，它的设置是此步机械动作在规定时间内没有完成，不影响整个单元自动程序的执行，跳步发生就将此步跳过去，接着完成余下的工作。跳步也是将某一步动作完成所需要的时间通过程序予置到PLC寄存器中，这一步动作开始时寄存器中的数据传送到定时器，定时器开始定时，在规定的时间内动作完成，发出此步动作完成指令，如果此步动作没有完成则发生跳步，跳步发生时手动时进行AL3故障报警，自动时进行AL2报警。
3.6 故障
每单元超时、重做、跳步、联锁欠落发生时均产生故障。故障处理有两种方式：一种是在程序中处理成打印文字数据，PLC连接一打印机将故障内容直接打印出来，针对不同型号的PLC处理成打印文字数据的方法也不同。另一种是故障报警，设计时设置一个蜂鸣器、一个电铃，由PLC输出接口控制，蜂鸣器为轻故障报警，电铃为重故障报警。故障AL2（跳步）、重做要求中蜂鸣器报警，故障AL1（重做失败）、故障AL3（超时），联锁欠落发生时电铃报警。
3.7 灯表示
（1）动作表示部位
a.连续亮灯。根据限位开关的接通灯亮。根据限位开关的断开灯灭。b.缓慢闪亮--自动条件不成立部位的显示。单元自动开始时，由于起动条件不成立开始闪亮。起动条件成立或单元自动断开闪亮停止。c.急闪--故障（延时）部位显示。单元自动及PLC手动时，AL1、AL3故障、联锁欠落发生时开始闪亮。把运转方式切换到断或紧急手动时闪亮停止。（2）重做－重做要求显示单元自动重做发生时灯亮。重做按钮（PB）按下或灯亮后60秒或单元自动断开时灯灭。（3）跳步--跳步发生显示单元自动时跳（AL2）发生灯亮。灯亮后5秒或单元自动断开灯灭。（4）作业超时--作业超时发生显示单元自动及PLC手动时作业超时AL1、AL3发生灯亮。把转换开关转换到断或紧急手动灯灭。（5）联锁欠落--运行条件欠落显示单元自动及PLC手动时运行条件欠落发生灯亮。把运转方式切换到断或紧急手动灯灭。
4 结语
总之，焦炉机械设备PLC控制自动化程度高，它的特点有输入处理、步序控制、以及在每一步动作中具有故障检测及处理功能。软件的应用使焦炉机械设备电气控制水平有了质的飞跃和美好的前景。
参考文献:
[1]史燕.基于微电子传感信号的机械设备自动控制探究[J].产业与科技论坛,2016,15(9).
[2]张秦军.浅析焦炉机械设备控制系统关键技术[J].技术与市场,2014,(7).
论文作者:任开明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：联锁论文; 动作论文; 焦炉论文; 单元论文; 重做论文; 故障论文; 条件论文; 《基层建设》2019年第27期论文;