一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤化工干熄焦设备领域，更具体地说，涉及能够对干熄焦提升机进行运行预警管理的系统的应用和设计方法。
【背景技术】
[0002]干熄焦提升机是煤化工干熄焦生产的重要设备之一，是把需要进行干熄的红焦运送到干熄槽的专用设备，主要作用是通过提升和横移焦罐台车上装有红焦的焦罐，将焦炉生产出来的高温红焦装入干熄槽中，达到干法熄焦的目的。
[0003]目前干熄焦本体和干熄焦提升机分别为两套不同的控制系统控制，两个系统之间只通过硬接线完成简单的控制信息交换，而提升机部分的控制信号和检测数据缺少相应的历史记录，在提升机部分出现故障时，通过现有的与操作人员直接接触的干熄焦本体系统，由于缺少关于提升机部分的历史数据，很难判断出提升机具体的故障原因。因此将提升机部分的关键信号和数据加入历史数据参与故障分析很有必要。
[0004]现行的干熄焦提升机控制系统没有独立的人机界面，控制系统通过硬接线与干熄焦本体控制系统进行连接，接收来自干熄焦本体的指令信息，结合提升机控制系统PLC内部的逻辑程序，对提升变频器和走行变频器进行控制来达到自动提升和横移。一但提升机出现故障，则必须由专业人员打开提升机控制程序进行逐条分析和推演，技术要求较高，同时分析故障的难度大、耗费时间长；往往即使这样，也有可能因为缺少相应的历史数据而无法确切的重现当时的故障，致使干熄焦提升机系统成为一个“黑匣子”，无法对其进行有效的管理，运行预警更是无从谈起。
【发明内容】
[0005]1.发明要解决的技术问题
[0006]针对上述不足，本发明提供一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法，其专门用于对干熄焦提升机的运行状况进行诊断、分析和记录。能够实时反馈提升机运行过程的变化趋势，并保存变化趋势曲线图，便于生产监控和故障快速判断。对提升机运行过程中任意限位信号检测丢失故障、提升机抱闸故障、提升机溜车等故障进行主动、自动实时预警。对提升机控制程序中的关键条件进行实时、自动监控记录，界面友好，即使不具备专业的编程功底，也能通过系统画面第一时间知晓造成提升机故障原因。同时，硬件投入少，网络结构简单。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0009]—种干熄焦提升机运行预警管理系统，包括信号采集结构和自动处理系统，信号采集结构包括各位置接近限位、提升编码器、走行编码器、提升电机变频器通讯模块、走行电机变频器通讯模块、提升机钢丝绳滚筒、走行电机减速机；所述的提升编码器安装在提升机钢丝绳滚筒上，所述的走行编码器安装在走行电机减速机侧，提升电机变频器通讯模块、走行电机变频器通讯模块则分别安装于提升机原有的提升、走行变频器柜内；提升电机变频器通讯模块、走行电机变频器通讯模块则通过网络与提升机原有的PLC控制系统连接。所述的自动处理系统包括工业计算机和与之连接的PLC网络模块；PLC网络模块安装于提升机原有的PLC控制系统上，工业计算机与PLC网络模块通过网络连接；所述的各位置接近限位、提升编码器与提升机原有的PLC控制系统I/O模块卡件电气连接。
[0010]进一步地，分别安装于提升机原有的提升、走行变频器柜内的提升电机变频器通讯模块(4)和走行电机变频器通讯模块(5)，通过网络与提升机原有的PLC控制系统连接，并将提升、走行变频器的电流及其它各项实时参数送入提升机原有的PLC控制系统中。
[0011]采用所述的一种干熄焦提升机运行预警管理系统的设计方法，其步骤为:
[0012](a)、信号采集:将各位置接近限位(1)、提升编码器(2)、走行编码器(3)、变频器各项实时参数以及原有的相关电气设备状态等信号通过网络送入所述的工业计算机(8)的系统中，系统通过可视动态画面显示其各自状态；
[0013](b)、数据存储:将通过网络采集的开关量和模拟量信号放入所述的工业计算机
(8)的系统历史数据库中，并长期储存；
[0014](c)、历史数据比较:提供将历史数据库中的各位置接近限位(1)、提升编码器
(2)、走行编码器(3)、以及变频器各项实时参数信号数据进行趋势比较的界面平台；
[0015](d)、建立动态连锁关系界面:在所述的工业计算机(8)的系统中通过动态图形界面的形式将提升电机和走行电机运行必要条件显示出来，并通过专门的界面显示；
[0016](e)、事件记录及报警:将关系提升机能否正常运行的关键信号做为事件形式放入所述的工业计算机(8)的系统的事件记录中，并在这些信号不能满足提升机正常运行时，系统通过工业计算机(8)上的动态画面自动报警；
[0017](f)、限位实时监测:在所述的工业计算机(8)上录入限位对应的编码器数值以及偏差，同时在PLC系统中增加相应的程序功能块，系统将通过自动对编码器的实时值和录入的限位对应编码器数值的比较，来实时监测限位信号的状况；
[0018]当系统检测出编码器的实时值和录入的限位对应编码器数值相等，但接近限位信号却在系统中未出现时，则系统可判断出该限位信号已丢失；当系统检测出接近限位出现，但编码器的实时值和录入的限位对应编码器数值却不相等，则系统可判断该限位信号出现干扰闪动；从而实现了系统对限位信号的实时监测；
[0019](g)、抱闸动作状况实时监测:在PLC系统中增加相应的程序功能块，系统将通过自动比较报闸开合命令和位置反馈的时间差、多个报闸位置反馈之间的时间差、以及报闸闭合反馈和编码器变化的一致性，来实时监测报闸动作状况，同时对微弱故障的劣化进行预警；
[0020]当系统检测报闸的开合命令与报闸位置反馈之间的时间差超出一定范围时，则系统可判断该报闸动作超时；当系统检测出多个报闸位置反馈的变化时间差超出一定范围时，则系统可判断报闸组出现不一致错误；当系统检测出报闸位置全处于闭合状态下而编码器读数却出现变化，则系统可判断提升机出现溜车故障。
[0021]3.有益效果
[0022]采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果:
[0023](1)本发明的一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法，采用将系统软件主要集成在专门设置的工业计算机上，并通过专门的网络进行读取、记录原有干熄焦提升机控制系统PLC和变频器内部运行数据，使得干熄焦提升机的运行控制情况直接反映在工业计算机的界面上，实际使用效果好；
[0024](2)本发明的一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法，其系统具备数据记录功能，能够将长时间的提升机运行数据记录下来，技术人员可以很方便的通过对这些记录数据的趋势分析来了解干熄焦提升机在过去一段时间内的运行状况和发生的故障原因；
[0025](3)本发明的一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法，其系统提供了干熄焦提升机的提升电机和走行电机的动态连锁关系图，通过动态图形界面的形式将提升电机和走行电机运行必要条件显示出来，技术人员可以借助于该动态图形方便、快捷的了解到提升电机和走行电机运行的条件是否满足，极大的减少故障排查时间；
[0026](4)本发明的一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法，其系统具备关键事件记录功能，能够将造成干熄焦提升机故障的关键信号变化以事件的形式进行记录，并且通过界面进行实时报警提醒；同时能够将这些关键信号的变化始、末时间以及所涉及的程序点名等信息都记录在历史数据库中，日后查询使用方便；
[0027](5)本发明的一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法，其系统还提供了干熄焦提升机各限位信号的实时诊断功能、提升机抱闸诊断功能、溜车诊断功能；对于在提升机运行各阶段中出现的限位信号丢失、抱闸动作不一致以及出现溜车的状况进行实时报警提醒，并能够将事件统一记录在系统数据库中，极大的方便了技术人员对一些突发故障的判断；
[0028](6)本发明的一种干熄焦提升机运行预警管理系统的应用和设计方法，其中涉及增加的元器件少，其中信号采集结构和自动处理系统，可以在原有的干熄焦提升机PLC控制系统上进行改造，制造成本低。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的限位监测程序流程图；
[0030]图2为本发明的抱闸监测程序流程图；
[0031]图3为本发明的自动处理系统组成示意图；
[0032]图4为本发明的信号采集结构示意图。
[0033]示意图中的标号说明:
[0034]图中:1、各位置接近限位；2、提升编码器；3、走行编码器；4、提升电机变频器通讯模块；5、走行电机变频器通讯模块；6、提升机钢丝绳滚筒；7、走行电机减速机；8、工业计算机；9、PLC网络模块。
【具体实施方式】
[0035]下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
[0036]实施例1
[0037]结合附图4，本发明的一种干熄焦提升机运行预警管理系统，包括信号采集结构和自动处理系统:
[0038]结合附图3，所述的信号采集结构包括各位置接近限位1、提升编码器2、走行编码器3、提升电机变频器通讯模块4、走行电机变频器通讯模块5、提升机钢丝绳滚筒6、走行电机减速机7 ;选择的各位置接近限位1为德国倍加福(P+F)产品，型号:SJ30-A2 10-30VDC。该限位经久耐用，信号稳定，抗干扰能力强。所述的提升编码器2安装在提升机钢丝绳滚筒6上，选择的提升编码器2为Baumer编码器，型号:FGHJ4K-1024_90/20P 473189。所述的走行编码器3安装在走行电机减速机7侧，选择的走行编码器3Baumer编码器，型号:FGHJ4K-1024-90/20P 473189，提升电机变频器通讯模块4、走行电机变频器通讯模块5则分别安装于提升机原有的提升、走行变频器柜内，选择的电机变频器通讯模块4为西门子6ES70变频器CBP通讯板，型号:6SE7 090-0XX84-0FF5 ;选择的走行电机变频器通讯模块5