焦爐推焦車(chē)全自動(dòng)操作是國內焦化企業(yè)煉焦作業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的方向。煉焦全自動(dòng)操作系統包括推焦、裝煤、攔焦、熄焦作業(yè)，該系統對位置檢測精度、抗干擾能力、焦爐機械裝備水平、自動(dòng)化控制和 性等有很高的要求，也只有德國、日本等 擁有相關(guān)技術(shù)并能夠實(shí)現焦爐車(chē)輛全自動(dòng)操作。
系統原理
本系統以感應無(wú)線(xiàn)技術(shù)為核心，通過(guò)具有高抗干擾性的感應無(wú)線(xiàn)差分式接收天線(xiàn)裝置和感應無(wú)線(xiàn)串行地址檢測系統，構成高準確性的數據通信和控制平臺，來(lái)實(shí)現中控室計算機與移動(dòng)機車(chē)間無(wú)接觸數據交換，達到在煉焦惡劣環(huán)境(高溫、腐蝕性氣體、電磁波干擾、粉塵、噪聲等)下由中控室計算機控制實(shí)現推焦車(chē)的地址檢測、爐號對位(其誤差為±5mm)、聯(lián)鎖控制、自動(dòng)走行以及自動(dòng)化作業(yè)，優(yōu)化生產(chǎn)管理并全程自動(dòng)監控。系統由中控室系統、扁平電纜、車(chē)載系統3大部分構成。
系統構成
1、采用感應無(wú)線(xiàn)通信
數據通信是全自動(dòng)操作系統中的一個(gè)重要環(huán)節，其準確性、性是決定該系統的成敗因素。在本方案中采用新型抗干擾感應無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和設備。其通信原理為正交通信，當車(chē)載天線(xiàn)沿著(zhù)編碼電纜移動(dòng)時(shí)，在任意點(diǎn)上的感應信號電壓不為零，了通信的連續穩定。采用調頻方式(也可用調相方式)，載波頻率為40～100kHz的波，輻射干擾小，誤碼率優(yōu)于10-6，實(shí)現了穩定的通信。
2、機車(chē)位置采用車(chē)上檢測地址方式
推焦車(chē)位置檢測過(guò)去采用由中控室檢測機車(chē)位置的模式(簡(jiǎn)稱(chēng)“地上測址”)，即由中控室發(fā)送載波信號，機車(chē)接收后將位置信號返送給中控室，中控室解碼后還原出機車(chē)實(shí)際位置。該模式存在通信速率慢、檢測時(shí)間長(cháng)以及不能同時(shí)檢測多臺車(chē)輛地址等缺陷。
車(chē)上檢測機車(chē)位置的模式(簡(jiǎn)稱(chēng)“車(chē)上測址”)，即由中控室通過(guò)載波發(fā)生器不間斷地向編碼電纜發(fā)送地址檢測用的載波信號，沿電纜方向上的所車(chē)可通過(guò)地址天線(xiàn)箱接收載波，地址檢測器以每次4～6ms的速度解碼還原出機車(chē)所在位置，并將地址送予車(chē)上控制器，機車(chē)直接檢測出當前地址。此模式的優(yōu)勢在于：
(1)位置檢測達±5mm，且為連續的 地址，即使中途掉電，則復電后能立即得出當前位置，不需要參考點(diǎn)重新校準。地實(shí)現了機車(chē)對位聯(lián)鎖控制；
(2)編碼電纜上的多臺機車(chē)可同時(shí)檢測其自身地址，各車(chē)一次測址只需幾毫秒，它解決了地上測址模式存在的檢測周期長(cháng)的缺陷；
(3)機車(chē)不必通過(guò)與中控室(地上局)的通信就能知道自己的 的位置(地址)，提高了系統的實(shí)時(shí)性，相當于無(wú)滯后的即時(shí)位置。有了 的即時(shí)地址，也就能 地對機車(chē)實(shí)施令行禁止。這一點(diǎn)對 定位尤其重要。因此，車(chē)上位置檢測功能是實(shí)現機車(chē)自動(dòng)走行、無(wú)人駕駛的 基礎。
3、機車(chē)自動(dòng)走行的自糾偏差數學(xué)模型
雖然具備了機車(chē)位置的高速連續測址的基礎，但如何控制推焦車(chē)行進(jìn)的速度，實(shí)現機車(chē)、準確、連續的“自動(dòng)走行”，也是實(shí)現全自動(dòng)操作的一個(gè)重要而關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節。為此結合采用“模糊控制”算法和PID控制算法，建立了一個(gè)自動(dòng)走行的自糾偏差數學(xué)模型。
當系統處于自動(dòng)走行狀態(tài)時(shí)，機車(chē)控制器高速循環(huán)判斷機車(chē)當前地址和計劃爐號的目標地址差值，形成地址、地址差值與機車(chē)速度之間的三維動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)，分析現場(chǎng)工況的變化、天氣因素和設備的狀態(tài)變化所產(chǎn)生的影響， 后向機車(chē)變頻調速機構發(fā)出行走控制指令，指揮移動(dòng)機車(chē)無(wú)級(或多級)調速行駛、滑行、剎車(chē)等。萬(wàn)一剎車(chē)后位置有誤差，控制器能根據其差值自動(dòng)發(fā)出點(diǎn)動(dòng)指令，驅動(dòng)機車(chē)向目標地址 定位。同時(shí)，在速度控制曲線(xiàn)中自動(dòng)記錄其修正值，達到自適應 自動(dòng)走行的理想效果。
4、增強系統的抗干擾能力
為了環(huán)境干擾，采用的大規模CPLD器件作信號處理電路，構成對共模電磁干擾的。它為輸入輸出可編程電路，而且可根據信號強弱自調整增益，使得系統部件少，結構緊湊，抗干擾能力 強，在大功率變頻器的電網(wǎng)下，也能無(wú)誤地工作。
5、采用雙PLC控制系統
綜合考慮作業(yè)的特性，對PLC控制系統進(jìn)行了改進(jìn)，將本系統的PLC控制器和推焦車(chē)的PLC控制器聯(lián)接在一起，利用車(chē)上測址的 優(yōu)勢，在控制上將系統分為大、小兩個(gè)循環(huán)。大循環(huán)運行介質(zhì)由地上中控室、編碼陣列、車(chē)載控制部分構成，可提供系統的聯(lián)鎖控制和完成復雜的工藝控制；小循環(huán)運行介質(zhì)由車(chē)上位置檢測、車(chē)載控制中心、PLC控制器、變頻調速器等構成，可獨立完成自動(dòng)走行控制的調節精度和速度，是和大循環(huán)互為補充的工藝控制。同時(shí)還增加了對機車(chē)動(dòng)作的數據采集、邏輯判斷、故障診斷功能，并完善了控制程序。這一系列的改進(jìn)使推焦車(chē)自動(dòng)化控制程度 高，控制的穩定性 好，避免了誤操作，系統工作的 性。
