煉鐵廠礦石輸送料斗車位置檢測系統

冶金行業煉鐵廠高爐采用鋼絲繩牽引雙料斗車差動上料系統，一臺料斗車上行上料時另一臺料斗車下行裝料，由于采用一套鋼絲繩卷揚牽引系統，兩臺工作料斗車行程相等，速度相同，運動方向相反。
料斗車在上下行過程中分別有七個位置檢測：底部位（與其他設備控制連鎖）、正常停車位、終端保護位、一加速位、二加速位、低速及高速檢測位。相應有五個加/減/恒速運行段。其中上升最終減速段最為關鍵，位置檢測不準或系統運行不當，偶爾發生“冒頂”事故，后果十分嚴重。所謂“冒頂”，是指由于種種原因，尤其是位置信號檢測故障致使上行卸料料斗車超出上行極限，拉斷鋼絲繩，料斗車墜落，砸壞相關設施。事故造成的設備損失和停爐經濟損失巨大。
目前，料斗車運行段控制采用卷揚傳動裝置“內閉環”控制方式——鋼絲繩卷揚機主軸通過機械減速裝置帶動一電接點式啟閉器，啟閉器在約定的運行段提供加/減/恒速控制信號，指揮卷揚機直流電機運行。
“內閉環”控制方式可以實施料斗車運行段控制，但是，從高安全性的角度考慮，系統設計還顯不足，因為，料斗車運行位置是否正確，完全維系在電接點式啟閉器上。另外，啟閉器是一電接點旋轉行程控制裝置，長期使用，易造成觸點燒蝕失效。啟閉器不便維修，不便配套購買。而且啟閉器維護調試難度大，很小的整定誤差，就會導致小車運行的長距離的誤差，從而可能引發事故。因此，無論是備件采購維護的困難程度，還是從系統的易維護性和高安全性考慮，都有必要進行改造。系統改造的內容如下：
1、取消電接點式啟閉器。在料斗車關鍵運行段，將現場“靜磁柵直線絕對編碼器” 、極限部位行程開關、絕對旋轉編碼器三者結合使用，并在必要的控制位置設置檢測開關，以提高系統的可靠性；在料斗車普通運行段采用絕對旋轉編碼器實施全程監控。所有檢測控制信號均通過PLC系統實施，所有實時工況均在一臺工業控制計算機屏幕上顯示。具體方案實施要點有如下幾項內容：傾斜軌道上部雙側最后15米減速段安裝“靜磁柵直線絕對編碼器”，實時監測料斗車運行的實際位置，以準確控制料斗車運行。因為當一臺料斗車上行卸料時，另一臺料斗車下行裝料；當上行料斗車卸完料回行時，另一臺料斗車正好提升。卸料關鍵減速運行段為15米，裝料提升加速段為10米，均可在上部15米運行段上觀測到（具體地講，任意一臺料斗車處于上部時，只要精確地控制它的減速上行速度和加速下行速度即可），也避免了在裝料機下部位安裝位移傳感器的不便。“靜磁柵直線絕對編碼器”位置信號傳輸至PLC裝置。
2、電接點式啟閉器改造為絕對旋轉編碼器，以全程“內閉環”方式測控料斗車運行，其中在關鍵段與現場“靜磁柵直線絕對編碼器”一起實施冗余控制，以提高安全系數。絕對旋轉編碼器信號傳輸至PLC裝置。
3、料斗車卸料極限部位加裝防“冒頂”行程開關，以三冗余方式控制“冒頂”事故。并設置底部位、正常停車位、一加速位、二加速位、低速和高速位行程開關，行程開關信號傳輸至PLC裝置。
4、試驗確定三冗余方式的容差范圍，既確保安全，又方便連續化生產，也為系統各環節故障隱患（如鋼絲繩運行后伸長，某位置傳感環節失效等）告警提示提供依據。
5、不增加新的PLC，利用原有PLC，協調修改PLC相關程序，實現過程量的檢測并實現相關控制。在CRT上編制多幅彩色顯示圖形，將高爐上料系統，雙小車運行動態過程，安全運行時間，安全運行次數，現場裝置故障告警提示信息，故障記錄數據庫等各項工業環節要點以直觀的圖形和表格方式實時反映到計算機屏幕上。故障（隱患）記錄數據庫自動更新，長期保存在計算機中。并可在畫面上設置必要的操作控制功能。
6、制定一套現場調換鋼絲繩，置換料斗車時位置信號同步調整運行的詳細工作步驟。