聂子量

（邯宝焦化厂，河北邯郸 050400）

0 引言

国内7 m 焦炉系列投运在2009年左右，第一批7 m 焦炉投产已达10年，焦炉炉体或多或少有一些劳损，在整体推焦过程中偶发性出现推焦电流较高情况。更好地优化整个推焦过程的电流，尽可能减少设备自身引起的推焦大电流，出现高电流时更好地保护推焦电机、推焦车和焦炉等。因此，研究优化推焦电流的过程控制，以及推焦电流的过程保护，有利于降低工人劳动强度，确保炼焦生产顺行，延长焦炉使用寿命。

1 现状及原因分析

焦化厂推焦电机选用绕线转子三相异步电机，定子额定电压660 V，额定电流249 A，自动控制程序使用西门子400 系列PLC，人机交互界面HMI 使用WINCC 进行组态。

通过长期观测整体推焦电流，启动推焦前进瞬间，推焦电流达到385 A 左右，随着逐级切除四级电阻后，电流平稳达到130 A；推焦杆接触焦饼及推焦过程一般电流平稳在140～160 A，但对一些病炉号接触焦饼后电流陡增至190～350 A，远远超出推焦电机工作额定电流。推焦杆推焦完毕后退过程中，后退启动电流也是有385 A 左右的尖峰，后退切电阻平稳后电流稳定在130 A。由于都是在前进、后退启动瞬间出现异常高电流，需从PLC 程序内部分析是否存在设计缺陷并给出优化措施。同时涡流制动在合理区间合理投入也影响电机的启动电流，需要一起对投入时段进行优化。

在整体推焦过程中，推焦司机需要一边观察推焦杆的行程，还要观察人机界面的推焦电流。出现推焦大电流时只能通过肉眼进行观测并手动记录，职工操作极其不便，人机交互界面需要预警功能及异常电流记录功能。

当出现大电流无法推动焦时，目前电气方面保护只有通过热继电器动作。保护单一，热继电器的性能曲线一般都需要较长时间延时，保护的有效性及稳定性差，保护不及时易造成推焦设备或焦炉的损坏。解决此问题一方面需要通过PLC 程序进行软件程序保护，另一方面需要提高外部电气硬件的灵敏性和稳定性。

2 优化措施及应用

2.1 推焦电机启动电流过高

推焦电机属于绕线转子电机，启动时通过带电阻启动，电阻切除的多少及快慢都会影响电流大小。电阻切除的快慢及顺序是由PLC 程序内部控制。对推焦启动出现的异常大电流（385 A），通过监视程序，发现原设计存在疏漏，在推焦电机启动后，开始切电阻是同时切除的一级、二级电阻。然后再切三级电阻，最后切四级电阻。由于一、二级电阻同时切除，导致启动电机瞬间切除电阻较多，造成电流尖峰升高。对PLC 程序的逻辑关系重新编辑后，实现启动逐级切除电阻，避免电流陡增。PLC 程序改动如图1 所示。

图1 切电阻程序

同时PLC 程序内没有区别启动还是停止推焦电机，只要推焦四级电阻同投入就要投入涡流制动，造成推焦电机启动同时，开始切电阻之前，电机是带着制动启动，对电机启动电流高也有一定影响。修改程序，加以区分推焦启动、推焦停止，使涡流制动只在推焦停止时起作用（图2）。

图2 涡流制定投入控制

通过上述2 方面措施，推焦启动电流由启动的385 A 降为190 A，有效杜绝电机过负荷启动，以及启动电流冲击大的问题。

2.2 推焦过程人机界面有效预警及记录

为方便推焦车职工操作及对病炉号的推焦管理，使用WINCC 组态画面加入推焦电流超极限，推焦电流报警的功能。在推焦过程中只要出现推焦电流高，在操作画面上进行声光闪烁提示，提示司机推焦电流高，注意操作。并且记录高电流产生时间，便于生产车间对焦炉的管理。这两项功能的加入，减轻职工操作，提高劳动效率。加入的报警画面及报警记录如图3 所示。

图3 报警画面及报警记录

2.3 程序内部电气保护

对推焦过程中出现大电流的情况设置软件保护，和车辆设计人员沟通，咨询推焦阻力对推焦车的反作用力和电流的关系。通过PLC 编程（图4），当电流持续大于266 A 且3 s 后，电机保护动作，当电流大于380 A，滤波0.1 s，为保护推焦系统不被反作用力破坏，推焦强制停车。

图4 电气内部程序保护

2.4 电气外部硬件改造

同软件保护相辅相成，外部电气硬件保护，将热继电器保护改为灵敏的电机保护器，选用SOCK-D2 电机保护器，设置启跳电流266 A，同程序保护实现双保险。

3 应用效果

上述措施实施后，整体推焦过程变得平稳，在日常推焦生产中多次起到保护作用，保护了焦炉本体，避免了推焦设备的损伤。报警画面及报警记录的加入，减轻职工操作，使整个推焦过程更加安全。

4 结语

推焦车属于焦化厂关键设备，推焦系统在推焦车中居于核心位置，推焦电流稳定与否，制约着焦炉生产。通过对启停电流的控制，推焦过程硬软件的程序保护，结合人机画面进行报警及记录，对整个推焦系统稳定、安全、高效生产，起到提升作用，可为同类型焦炉推焦过程控制提供参考。