炭素焙烧多功能天车电气技术改造

摘要：炭素焙烧多功能天车是生产预焙阳极炭块的重要设备，在生产运行过程中出现了许多问题，经过长期实践，找出故障原因，改进设备。本文介绍了多功能天车的组成和用途，阐述了问题原因和解决方案，保证了多功能天车的安全运行。

关键词：多功能天车 技术改造

1.概述

炭素焙烧多功能天车是生产预焙阳极炭块的关键设备。在电控系统中采用PLC控制、交流变频器等先进技术，实现了天车各种功能自动控制，但在运行中也出现了一些问题，如天车失控、天车电气系统故障率高，影响生产的正常进行。

2.多功能天车组成和用途

2.1 多功能天车用途

多功能天车安装在炭素阳极焙烧车间，是作为焙烧炉生产和检修用的多功能起重设备。它可以进行以下各项作业[2]。

①利用其阳极夹具把链式输送机上的生炭块夹住，然后运往焙烧炉的炉坑，进行装炉作业。②利用其卸料管把料箱内的填充料往焙烧炉的炉坑内填加。③利用其吸料管从焙烧炉坑内吸取填充料，并进行粉尘分级作业。④利用其阳极夹具把焙烧炉坑内的熟块夹住，然后运往链式输送机上，进行出炉作业。⑤利用其补充吸料管进行烟道内的清扫工作。⑥粉尘的定期排除作业。⑦由于排除粉尘及焙烧时的损失，需要往料箱内填加新的填充料。⑧利用其起重电葫芦进行燃烧器装置的搬运工作。⑨利用其起重电葫芦进行焙烧炉的维修保养工作。

2.2 多功能天车组成

多功能天车主要由大车、小车及电气控制系统三大部分组成[1]。

大车为焙烧多功能天车的桥架，沿车间纵向轨道运行，并配有电动葫芦，承担专门吊运任务。

小车是焙烧多功能天车的核心，其上配置焙烧多功能天车的主要作业工具、操作室及电气控制系统等，小车可沿大车主梁顶面的轨道横向运行。

电气控制系统采用PLC可编程序控制，在操纵室内的联动台上，设有人机界面集中控制和操纵，同时能随时诊断各种故障并提出报警。天车作业的所有操作全部在带冷暖空调的操作室内完成，操作环境较地面优越许多，控制方框图。

3.多功能天车技术改造

3.1 小车失控故障

3.1.1存在问题原因

多功能天车作业时，小车在向北行驶过程中，突然出现操作室内的所有控制手柄不起作用，小车行走电机有嗡嗡响声，但小车不能行走，主回路断不了电，整车处于失控状态。

正常工作状态：输入模块的输入信号直接输送到CPU模块的寄存器中，而天车的操作指令主要由操作室内的操作手柄发出，输入信号由适配器模块经通信电缆传递给CPU模块的寄存器中，然后由CPU模块进行读取、执行程序。CPU模块运行完程序后，将所有输出信号经通信电缆传送到的输送模块，实现天车的各个功能控制。

当通讯电缆在CPU运行过程中突然断线，输送信号在传递给工程中终端，CPU寄存器中输入信号仍然保持原来的状态不进行刷新。因此，由于通信中断，视为无信号传输给输出模块，故输出模块没有输出。

3.1.2 技术改造

在天车的操作室内急停按钮上增加一副常闭触点，将该触点串在控制主回路的接触器KM1线圈的控制回路中，实现主电源接触器的控制回路硬件联锁，使操作室急停按钮同时控制程序和主接触器线圈，如图2。

当出现PLC通信中断中，程序中的一些保护和控制就失去作用，必须通过操作室内急停按钮来切断天车主回路电源，才能保证天车的安全运行。

3.2 小车回转控制系统故障

3.2.1 存在问题原因

多功能天车操作室回转电气系统改造原设计采用50Hz工频，由交流接触器直接控制操作室回转电机的正反转。操作室回转电机启动时，电机加速时间短，使操作室启动不平稳、晃动大。由于操作室频繁启动和转动，造成操作室旋转机构磨损大和操作室内各部件螺栓容易松动；机手在操作室内容易疲劳，给安全生产带来隐患。

3.2.2 技术改造

对于回转控制系统，选用变频器控制操作室回转电机的频率和正反转。它具有环境适应性强、运行可靠、故障率低的特点，同时配备短路、接地故障和过载等全面保护功能。参数设定中，将电机的工作频率从50Hz降到35Hz，降低操作室的旋转速度。启动加速时间设定为5s，使电机起步平稳。减速时间设定为5s，停车采用滑停方式，同时电机的抱闸由PLC控制，在电机接到停车信号3s后工作，使电机停车平稳，最大限度地减少电机抱闸的磨损。通过这些改造使操作室转动平稳，机手在操作室内工作非常舒适。

4.改造后的效果

通过对多功能天车电气系统的改造，彻底消除了多功能天车的电气控制系统操作室的电缆断线的故障。而且手柄的输入信号全部在操作室内，检查手柄的输入信号方便快捷，提高了检修人员处理故障的效率。由于增加了主回路操作室急停按钮的硬件联络，彻底解决了多功能天车失控的安全隐患，保证了多功能天车的安全使用。

参考文献：

[1]张国玉.变频器及PLC在焙烧多功能天车上的应用.有色设备，2005（2）

[2]李雅琳.多功能天车在预焙阳极生产中的应用.轻金属，1999年第11期