淺談6.25m粘貼機(jī)電氣系統(tǒng)

田心憬

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心焦化所，山西 太原 030024）

引言

分體式6.25m搗固焦?fàn)t設(shè)備是太原重工股份有限公司（以下簡稱太原重工）新開發(fā)的大型搗固焦?fàn)t設(shè)備，也是目前國內(nèi)最大、最先進(jìn)的搗固焦?fàn)t設(shè)備。作為搗固焦?fàn)t設(shè)備核心部件的搗固機(jī)一直是太原重工的薄弱環(huán)節(jié)，搗固機(jī)的漏油、易磨損等問題制約著太原重工焦化設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展，為了解決這種不利局面，太原重工技術(shù)中心焦化所開發(fā)了新型的搗固機(jī)。新型搗固機(jī)包括5臺(tái)搗固單元（2個(gè)單元為8個(gè)搗固錘，3個(gè)單元為6個(gè)搗固錘），連接在一起組成一組搗固機(jī)，每組搗固機(jī)共有34個(gè)搗固錘。

粘貼機(jī)是一個(gè)帶有液壓裝置的電加熱系統(tǒng)，用來給搗固錘粘貼摩擦片，也可以為損壞的搗固錘分離摩擦片，整個(gè)過程均要嚴(yán)格控制加熱板的溫度和加熱時(shí)間。本機(jī)構(gòu)是為6.25m大容積焦?fàn)t配套使用的，粘貼機(jī)包括上下梁，每個(gè)梁上有4個(gè)2.8kW的加熱電阻。上下梁均裝有溫度傳感器PT100，通過對(duì)粘貼機(jī)溫度的控制，實(shí)現(xiàn)粘貼和分離兩種不同的工序。

1 粘貼機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡介

6.25m粘貼機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有三部分組成：底座、下部梁和上部梁。其中底座是粘貼機(jī)的支架，起固定粘貼機(jī)的作用；下部梁為壓緊機(jī)構(gòu)，用來支撐下面的加熱器板；上部梁為回轉(zhuǎn)布置，用來支撐上面的加熱器板。加熱裝置包括加熱器板、加熱電阻器、溫度傳感器和隔熱層。加熱板為鑄鋁板，上下梁各由三塊串接而成；加熱電阻器是提供粘貼機(jī)溫度的保障，上下梁各有4個(gè)2.8kW的電阻絲；溫度傳感器選用PT100，上下梁各有1個(gè)，用來測(cè)量溫度；隔熱板起隔離作用，用來保護(hù)加熱板里面的電氣元件（如圖1）。

圖1 粘貼機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)

2 粘貼機(jī)工藝概述

粘貼機(jī)的電氣控制可分為摩擦片的粘貼和分離兩大主要單元，其中摩擦片的粘貼工序用來給搗固錘粘貼摩擦片，粘貼機(jī)的分離工序用來分離搗固錘上磨損的摩擦片。兩種加熱工序主要通過控制加熱溫度和時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，另外還有油泵等輔助單元，均采用PLC控制。

2.1 摩擦片粘貼

粘貼機(jī)開始粘貼摩擦片時(shí)，首先通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸打開旋轉(zhuǎn)架，然后把搗固錘放置在粘貼機(jī)下部梁，再通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸把旋轉(zhuǎn)架復(fù)位，同時(shí)，通過鎖緊裝置油缸把旋轉(zhuǎn)架鎖緊。最后，壓緊油缸同時(shí)工作，對(duì)下部梁進(jìn)行壓緊動(dòng)作，達(dá)到所需的壓力（200±10N）后，液壓泵關(guān)閉。壓力通過可調(diào)減壓閥來限制以避免對(duì)要粘貼的部位壓緊過度。粘貼過程中如果出現(xiàn)壓力異常現(xiàn)象，將通過蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，并且在TD400C面板上顯示和記錄報(bào)警信息。加熱程序通過操作面板TD400C上的功能鍵來啟動(dòng)。搗固錘連同摩擦片一起被加熱到粘貼所需的溫度，整個(gè)過程都由PLC來控制［1］。

當(dāng)進(jìn)行粘貼程序時(shí)，溫度傳感器對(duì)加熱元件進(jìn)行不斷地檢查。根據(jù)摩擦片粘貼的工藝要求，應(yīng)該控制粘貼溫度最高為90℃。當(dāng)PT100溫度達(dá)到90℃后停止加熱，同時(shí)當(dāng)溫度下降到87℃時(shí)，需要通過PLC程序接通控制加熱電阻的固態(tài)接觸器，重新啟動(dòng)加熱程序［2］。根據(jù)摩擦片粘貼工藝要求，加熱板保持此溫度30m（90℃＋／－3℃），隨后停止加熱。

當(dāng)溫度達(dá)到50℃，粘貼摩擦板工作結(jié)束后，首先將8個(gè)壓緊油缸同時(shí)恢復(fù)到原位；然后，鎖緊裝置油缸打開鎖緊裝置，使得鎖緊裝置和旋轉(zhuǎn)架分離；最后通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸打開旋轉(zhuǎn)架，當(dāng)把搗固錘移走后，再通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸把旋轉(zhuǎn)架復(fù)位。完成以上步驟，一個(gè)摩擦片粘貼工作結(jié)束。

2.2 摩擦片分離

粘貼機(jī)開始分離摩擦片時(shí)，首先通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸打開旋轉(zhuǎn)架；然后把搗固錘放置在粘貼機(jī)下部梁，再通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸把旋轉(zhuǎn)架復(fù)位；同時(shí)，通過鎖緊裝置油缸把旋轉(zhuǎn)架鎖緊；最后，8個(gè)壓緊油缸同時(shí)工作，對(duì)下部梁進(jìn)行壓緊動(dòng)作，達(dá)到所需的壓力（200±10N）后，液壓泵關(guān)閉。壓力通過可調(diào)減壓閥來限制以避免對(duì)要粘貼的部位壓緊過度。分離過程中如果出現(xiàn)壓力異常現(xiàn)象，會(huì)通過蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，并且在TD400C面板上顯示和記錄報(bào)警信息。加熱程序通過操作面板TD400C上的功能鍵來啟動(dòng)。搗固錘連同摩擦片一起被加熱到分離所需的溫度，整個(gè)過程都由PLC來控制。

根據(jù)摩擦片分離的工藝要求，加熱板加熱到（160±10℃）后保持20m，然后停止加熱。接著8個(gè)壓緊油缸同時(shí)恢復(fù)到原位；然后，鎖緊裝置油缸打開鎖緊裝置，使鎖緊裝置和旋轉(zhuǎn)架分離；最后通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸打開旋轉(zhuǎn)架；在搗固錘仍在下部加熱板上時(shí)將上部摩擦片移除，然后翻轉(zhuǎn)并將下部的摩擦片取掉。當(dāng)把搗固錘移走之后，再通過旋轉(zhuǎn)裝置油缸把旋轉(zhuǎn)架復(fù)位。一個(gè)分離摩擦板的工作結(jié)束。

3 粘貼機(jī)的供電方式

供電電壓：AC380V50Hz；電機(jī)電壓：AC 380V50Hz；控制電壓：AC 220V；

PLC信號(hào)輸入電壓：DC24V；PLC信號(hào)輸出電壓：AC220V；液壓電磁閥電壓：DC24V。

4 機(jī)構(gòu)動(dòng)作順序流程

旋轉(zhuǎn)架打開，旋轉(zhuǎn)架復(fù)位，鎖緊旋轉(zhuǎn)架，壓緊下部梁，關(guān)閉液壓泵，啟動(dòng)加熱器，關(guān)閉加熱器，打開液壓泵，壓緊油缸復(fù)位，打開鎖緊裝置，打開旋轉(zhuǎn)架，復(fù)位旋轉(zhuǎn)架。完成以上操作，一個(gè)粘貼或分離動(dòng)作結(jié)束。

5 粘貼機(jī)的電氣控制方法

粘貼機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC）和人機(jī)界面（TD400C）做主控單元，進(jìn)行整機(jī)各部分的集中控制，協(xié)調(diào)整機(jī)的連續(xù)生產(chǎn)過程，同時(shí)，TD400C可以監(jiān)控整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作情況以及故障狀態(tài)，并作出相應(yīng)的處理和報(bào)警。

控制方式有三種：緊急手動(dòng)，手動(dòng)，自動(dòng)。其中以自動(dòng)控制為主。

1）自動(dòng)。按運(yùn)行條件完成一單元的動(dòng)作，本粘貼機(jī)自動(dòng)有兩種加熱程序：摩擦片粘貼自動(dòng)和摩擦片分離自動(dòng)。在這兩種單元自動(dòng)中，均要嚴(yán)格控制粘貼機(jī)的溫度和加熱時(shí)間，單元自動(dòng)控制全部由PLC軟件實(shí)現(xiàn)。

2）手動(dòng)。有聯(lián)鎖條件，按順序進(jìn)行，通過操作面板上的按鈕和TD400C面板進(jìn)行操作。

3）緊急手動(dòng)。無聯(lián)鎖條件的手動(dòng)操作。這種方式是為避免加熱電阻絲突發(fā)故障而設(shè)置的，實(shí)行必要的最簡單動(dòng)作。緊急手動(dòng)方式取消了控制回路中的聯(lián)鎖條件，為安全起見，司機(jī)必需緊密關(guān)注加熱溫度和電流。

粘貼和分離程序的啟動(dòng)由操作面板TD400C實(shí)現(xiàn)，用于溫度顯示和故障信息處理。如果出現(xiàn)故障，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，故障確認(rèn)通過按鈕實(shí)現(xiàn)，任何故障除了在文本顯示器上顯示外，還會(huì)通過聲光信號(hào)指示。文本顯示器、按鈕和指示燈安裝在操作面板的前側(cè)。操作面板內(nèi)裝有兩個(gè)溫度控制開關(guān)，一個(gè)用于當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到35℃時(shí)開通通風(fēng)系統(tǒng)，另一個(gè)用于當(dāng)內(nèi)部溫度超過50℃時(shí)關(guān)閉此系統(tǒng)。

6 結(jié)語

6.25m粘貼機(jī)作為太原重工技術(shù)中心焦化所2014年重點(diǎn)開發(fā)的項(xiàng)目之一，已在車間組裝完成并投入使用。粘貼機(jī)的開發(fā)和使用提高了檢修工作的效率，通過溫度、壓力的嚴(yán)格控制，提高了摩擦片的粘貼質(zhì)量，從而減少了搗固機(jī)的故障率，增加了搗固機(jī)的壽命，極大地提升了太原重工在6.25m搗固焦?fàn)t設(shè)備上的市場(chǎng)競(jìng)爭力。

［1］ 中冶焦耐工程技術(shù)有限公司編委會(huì).現(xiàn)代焦化生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

［2］ 上海五冶檢修公司主編.焦?fàn)t設(shè)備狀態(tài)維護(hù)與檢修技術(shù)［M］.上海：上海交通大學(xué)出版社，2005.