格雷母線技術在煉鐵供料系統中應用及電氣維護

韓斌科

摘 要：河北鋼鐵集團邯鋼公司東區煉鐵部供料系統承擔著儲備原料以及為高爐配料系統提供原燃料的關鍵任務，煉鐵部供料車間輔助料場區域共計建有圓筒料倉12個，原料經皮帶運輸機輸送到料倉上部，通過卸料車將原料裝入料倉。為使卸料料面均勻、平整，提高料倉容積率，中控室操作人員需實時掌握卸料車的位置和控制料車往復運行。格雷母線位置檢測系統具有定位精度高、可連續檢測、防塵、耐酸堿、使用壽命長等特點，非常適合應用于供料系統卸料小車的定位及自動控制中。該文介紹了格雷母線技術的工作原理和系統結構。該系統在邯鋼東區煉鐵部供料卸料小車上的應用及故障維護。

關鍵詞：格雷母線 煉鐵 供料

中圖分類號：TF08 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0039-02

1 格雷母線位置檢測系統結構

（1）格雷母線位置檢測系統由地面站和車載站兩部分組成。

地面站包括格雷母線、始端箱、終端箱、阻抗匹配單元、地址檢測單元以及協議轉換模塊等。（如圖1）

車載站安裝在卸料車上，由地址編碼發生器和天線箱等組成。

（2）主要技術指標。

①定位精度：5 mm。

②工作溫度：-30 ℃～+75 ℃。

③通訊波特率：9.6 Kbps。

④通訊誤碼率：<10-7。

2 格雷母線定位技術的工作原理

格雷母線利用電磁感應原理以相互靠近的扁平狀的電纜和天線箱之間的電磁耦合來進行通信，并在通信的同時檢測到天線箱在格雷母線長度方向上的位置。

格雷母線由電纜芯線、模芯和電纜護套構成。芯線有兩種，即基準線（R線）和地址線（G0線～G9線）。基準線R在整個電纜段中不交叉，地址線是按格雷碼的編碼規律來編制的，G0每隔20CM交叉一次，G1每隔40CM交叉一次，G2每隔80CM交叉一次，…G9在整個電纜段中只交叉一次。

當卸料車上天線箱線圈中通入交變電流時，在天線箱附近會產生交變磁場。格雷母線近似處在一個交變的均勻分布的磁場中，每對格雷母線芯線會產生感應電動勢。發射單元（即圖1中地址編碼發生器）將地址信號通過電磁耦合方式傳送到格雷母線的感應環線上。地址檢測單元（即圖1地址解碼器）對接收到的信號進行相位比較。以接收到的平行線（R線）信號作為基準信號，同接收到的地址線（G線）信號作比較，若交叉線（G線）的信號相位與基準信號相位相同，地址為“0”；相位相反，地址為“1”，這樣將感應的地址信息轉換成用格雷碼排列的10位地址編碼，且在格雷母線的某一位置得到唯一10位的地址編碼，此對應料車的一個地址。地址檢測單元將地址碼轉換成十進制的米數，即可檢測出料車離格雷母線始端的距離，從而得到料車的位置。

3 格雷母線檢測系統電氣維護及故障處理

3.1 日常維護

格雷母線位置檢測系統的可靠、無故障運行是生產穩定有序順行的基本保障。由于現場卸料時，易產生煤粉、碳粉等細小粉塵顆粒，對格雷母線位置檢測系統現場設備正常工作造成潛在影響。因此，在日常使用與維護中應注意以下幾點。

（1）交接班時，檢查天線箱的連接是否緊固無松動。應保證天線箱和格雷母線間的間隔在80～110 mm之間。

（2）定期清掃電氣柜，除去電氣柜中的灰塵。

（3）定期檢查電氣接點，保證無松動，接觸可靠。

（4）在檢修期間，關閉系統電源，以延長系統使用壽命。

3.2 故障處理

格雷母線位置檢測系統在投入運行的4年多時間中，共出現過3次故障，故障現象為：中控檢測不到料車地址，此時現場對應設備地址解碼器上的格雷碼LED指示燈不亮，數碼上顯示地址為000.050。此時，查找故障順序依次為車載部件—中控室部件—格雷母線部件。方法應優先使用交換法，即利用備件或備用設備上相同型號的部件對可能的故障部件替換，不要輕易對部件進行拆御或對設定值進行調節。檢查步驟如以下幾點。

（1）檢查車載設備工作情況，先查看天線箱是否被碰掉、連至天線箱的電纜是否被掛斷。

（2）打開車載控制柜，用示波器測量地址編碼發生器輸出端電壓，正常情況下有效值為4～8 V。

（3）撥下匹配放大單元輸入電纜，用萬用表測量R線、L線和各G對線的電阻值應為4 Ω左右，檢查R、L、G對線是否短路或斷路，如果測量明確電纜部分存在故障時，查看電纜是否因終端箱或始端箱的連接異常。

如果上述檢查都正常，則地面控制柜內地址解碼器發生故障可能性大，此時應更換地址解碼器。注意！如果更換的是備用設備上的地址解碼器，可能出現現場地址解碼器數碼上顯示地址正常，而中控仍然檢測不到地址的現象，這時應在PLC程序中重新更改數據區中數據地址，使之相互對應。

4 結語

格雷母線位置檢測系統自2012年9月完成調試，已在供料卸料系統運行4年多，該系統依靠穩定性高、定位精度高、適應環境能力強和極低的故障率等特點，提高了料倉的容積率，減輕了工作強度，極大地保證了生產的順利進行。

參考文獻

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