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[摘 要]本文介绍了酒钢集团公司焦化厂捣固焦炉机车自控系统控制原理，阐述了焦炉机车PLC+变频控制系统的实现，在分析捣固焦炉的优点基础上介绍了捣固煤车，阐述了捣固焦炉装煤车控制系统的先进性和可靠性。捣固焦炉装煤车采用PLC+变频器的控制模式，通过运行表明，双冗余PLC控制系统具有运行稳定、控制可靠，同时采用采用变频器驱动技术具有节能效果显著的优点，有较高的使用和推广价值。该系统大大提高了捣固焦炉装煤车运行的安全性和自动化控制水平，降低了能耗。
[关键词]捣固焦炉；变频器；PLC；自动化；驱动技术
中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0258-01
1.捣固装煤车
捣固装煤车主要有钢结构车架、车架底部的走行机构、车架上部的装煤装置、控制各机构的电气系统，装煤装置有设置在车架纵向的装煤机构链轮传动机构、与传动机构连接的托煤板、设置在托煤板两侧及上方并与车架连接的煤槽；链轮传动机构前端主动链轮通过轴承座设置在前端横梁凹缺，轴承座之间连有连扳，轴承座之间连有的底扳沿着凹缺连续与横梁焊接，做为横梁的加强肋板。最好前拖架与煤槽底梁及链轮轴承座之间连扳相互连接，前拖架还与钢结构车体的上支体相互连接。
2.捣固装煤车控制系统
2.1 人机界面系统
觸摸屏采用西门子K—TPl78触摸屏K—TPl78触摸屏是西门子专门针对中小型自化产品用户需求而设计的全新触摸屏。通过点对点连接（PPI或者MPI）完成与S7—400控制器的连接，整个系统具有良好的稳定性和抗干扰性。主要作用是：①可实时显示设备和系统的运行状态。②通过触摸向PLC发出指令和数据，再通过PLC完成对系统或设备的控制。③可做成多幅多种监控画面，替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等，且功能更加强大。
操作层简单，界面友好，功能比较齐全，岗位人员很直观地去监控机构的动作和相应的准要参数，维护人员很轻松地从该界面上读取故障信息，在很短的时间内把故障定位在具体的点上。
在该界面中包括装煤机构的操作方式、有运行方式和信号显示以及各机构操作界面切换，操作方式有手动、自动和紧急，运行方式为锁闭联锁和解除、装煤联锁和解除，显示这块包括装煤机构电流显示和行程显示，托煤板行程控制器信号显示和保护限位显示以及减速状态显示，锁闭、前挡板和密封罩状态信号显示。
走行机构界面显示母线电压、变频器运行电流和频率，还有走行电机过载和变频器故障显示、有防撞信号的显示以及走行机构运行的联锁条件显示，另外有捣固锁车和接煤板状态的信息。走行机构简洁清晰，不论是岗位操作人员，还是设备维护人员，能够实时掌握走行机构的状态信息，对设备的维护保养方面给相关人员提供有利信息，使维护工作更有时效性，同时缩短了故障排查的时间，能够防止故障的扩大化。
2.2 控制系统
以西门子S7—400H系列PLC作为控制单元，是整个系统的控制核心，其主要作用是：①完成对系统各种数据的采集以及数字量与模拟量的相互转换。②完成对整个系统的逻辑控制的运算。③向触摸屏提供所采集及处理的数据，并执行触摸屏发出的各种指令。④将运算的数据结果转换成指令，作为控制信号去控制机构动作 。
该控制系统为双CPU冗余系统，I/O接口模块和DP/PA-LINK模块用PROFIBUS总线与CPU连接，DP/PA-LINK模块直接连接三台变频器。其中所有采集的现场信号经过中间继电器到输入输入模块，机构动作指令经输出模块去驱动中间继电器控制相应机构动作。PLC对变频器的控制可以自由切换，变频器的运行驱动利用其自身的端子进行控制， PLC通过变频器通讯接口采集变频器电压、电流和频率，这些参数作为变频器运行状态的参考显示在触摸屏上。
捣固装煤车的控制器是双CPU冗余系统，系统运行过程中，一旦主CPU故障，就立即获取主控制权而成为主控CPU，因此，主CPU必须将自己的信息随时传递给热备CPU，而热备CPU必须跟踪主CPU的变化，与主CPU保持同步，在两块CPU模块进行控制权的转移时，实现无扰动切换。两块CPU同时在线运行，一块处于主控制模式，另一块处于热备模式。拥有主控制权的CPU具有输出控制权，而热备CPU同时采集数据和保持通讯连接，但输出被禁止。CPU的无扰动切换，使系统一直受控，确保了安全，同时，使装煤车工序生产线一直处于正常运行的良好工况中，系统的可靠性得到了保证，平均无故障时间得到了延长。
3. 结束语
该系统采用PLC控制器双冗余CPU自动控制系统，实现了捣固装煤车各机构驱动控制，使用西门子S7-400 412H双CPU冗余控制的软件方式实现是一种经济、有效的方法，它成本支出不大，却能使系统的可靠性大大提高。同时，由于采用变频器对电动机实行软起动，减少了设备损耗，延长了电动机的使用寿命，且节电效果比较明显。触摸屏的应用，简化了工艺操作的流程，提高了整个被控系统以及企业的自动化程度和硬件水平。
参考文献
[1]金彦 陶益民 基于RS485的空压机自适应控制系统[期刊论文]-机械制造 2010（4）
[2]张有春 基于PLC与内置PID变频器的恒压供气系统研究[期刊论文]-中国科技博览 2010（33）
[关键词]捣固焦炉；变频器；PLC；自动化；驱动技术
中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0258-01
1.捣固装煤车
捣固装煤车主要有钢结构车架、车架底部的走行机构、车架上部的装煤装置、控制各机构的电气系统，装煤装置有设置在车架纵向的装煤机构链轮传动机构、与传动机构连接的托煤板、设置在托煤板两侧及上方并与车架连接的煤槽；链轮传动机构前端主动链轮通过轴承座设置在前端横梁凹缺，轴承座之间连有连扳，轴承座之间连有的底扳沿着凹缺连续与横梁焊接，做为横梁的加强肋板。最好前拖架与煤槽底梁及链轮轴承座之间连扳相互连接，前拖架还与钢结构车体的上支体相互连接。
2.捣固装煤车控制系统
2.1 人机界面系统
觸摸屏采用西门子K—TPl78触摸屏K—TPl78触摸屏是西门子专门针对中小型自化产品用户需求而设计的全新触摸屏。通过点对点连接（PPI或者MPI）完成与S7—400控制器的连接，整个系统具有良好的稳定性和抗干扰性。主要作用是：①可实时显示设备和系统的运行状态。②通过触摸向PLC发出指令和数据，再通过PLC完成对系统或设备的控制。③可做成多幅多种监控画面，替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等，且功能更加强大。
操作层简单，界面友好，功能比较齐全，岗位人员很直观地去监控机构的动作和相应的准要参数，维护人员很轻松地从该界面上读取故障信息，在很短的时间内把故障定位在具体的点上。
在该界面中包括装煤机构的操作方式、有运行方式和信号显示以及各机构操作界面切换，操作方式有手动、自动和紧急，运行方式为锁闭联锁和解除、装煤联锁和解除，显示这块包括装煤机构电流显示和行程显示，托煤板行程控制器信号显示和保护限位显示以及减速状态显示，锁闭、前挡板和密封罩状态信号显示。
走行机构界面显示母线电压、变频器运行电流和频率，还有走行电机过载和变频器故障显示、有防撞信号的显示以及走行机构运行的联锁条件显示，另外有捣固锁车和接煤板状态的信息。走行机构简洁清晰，不论是岗位操作人员，还是设备维护人员，能够实时掌握走行机构的状态信息，对设备的维护保养方面给相关人员提供有利信息，使维护工作更有时效性，同时缩短了故障排查的时间，能够防止故障的扩大化。
2.2 控制系统
以西门子S7—400H系列PLC作为控制单元，是整个系统的控制核心，其主要作用是：①完成对系统各种数据的采集以及数字量与模拟量的相互转换。②完成对整个系统的逻辑控制的运算。③向触摸屏提供所采集及处理的数据，并执行触摸屏发出的各种指令。④将运算的数据结果转换成指令，作为控制信号去控制机构动作 。
该控制系统为双CPU冗余系统，I/O接口模块和DP/PA-LINK模块用PROFIBUS总线与CPU连接，DP/PA-LINK模块直接连接三台变频器。其中所有采集的现场信号经过中间继电器到输入输入模块，机构动作指令经输出模块去驱动中间继电器控制相应机构动作。PLC对变频器的控制可以自由切换，变频器的运行驱动利用其自身的端子进行控制， PLC通过变频器通讯接口采集变频器电压、电流和频率，这些参数作为变频器运行状态的参考显示在触摸屏上。
捣固装煤车的控制器是双CPU冗余系统，系统运行过程中，一旦主CPU故障，就立即获取主控制权而成为主控CPU，因此，主CPU必须将自己的信息随时传递给热备CPU，而热备CPU必须跟踪主CPU的变化，与主CPU保持同步，在两块CPU模块进行控制权的转移时，实现无扰动切换。两块CPU同时在线运行，一块处于主控制模式，另一块处于热备模式。拥有主控制权的CPU具有输出控制权，而热备CPU同时采集数据和保持通讯连接，但输出被禁止。CPU的无扰动切换，使系统一直受控，确保了安全，同时，使装煤车工序生产线一直处于正常运行的良好工况中，系统的可靠性得到了保证，平均无故障时间得到了延长。
3. 结束语
该系统采用PLC控制器双冗余CPU自动控制系统，实现了捣固装煤车各机构驱动控制，使用西门子S7-400 412H双CPU冗余控制的软件方式实现是一种经济、有效的方法，它成本支出不大，却能使系统的可靠性大大提高。同时，由于采用变频器对电动机实行软起动，减少了设备损耗，延长了电动机的使用寿命，且节电效果比较明显。触摸屏的应用，简化了工艺操作的流程，提高了整个被控系统以及企业的自动化程度和硬件水平。
参考文献
[1]金彦 陶益民 基于RS485的空压机自适应控制系统[期刊论文]-机械制造 2010（4）
[2]张有春 基于PLC与内置PID变频器的恒压供气系统研究[期刊论文]-中国科技博览 2010（33）