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环冷台车运行状态在线监测系统设计与研究摘要：烧结环冷台车是烧结机系统的重要组成部分，0引言在钢铁生产过程有一道重要的程序是烧结生产，它为高炉生产提供透气性好、还原性强的烧结矿。其中冷却是烧结系统中一个很重要的环节。常见的冷却方式主要有两种：环式冷却和带式冷却。其中环式冷却相比带式冷却具有具有成本低、占地面积小、利用率高、效果好等优点，被广泛用于烧结生产系统。环式台车是多个台车在轨道上组成一个360°的封闭的冷却带，主要由台车、回转框架、导轨滑架驱动装置、给料和卸料装置、风箱（或烟等）密封装置、出料装置、风机等组成。环冷台车由台车体、卡轮、车轮、车轴、密封装置、拦板、隔热垫、蓖条及蓖条压块等组成。烧结环冷台车的体积大，负载重，端部（两侧车轮）接触应力大，运行环境恶劣，致使车轮容易损坏。而且台车造价昂贵，数量多，因而尽早发现台车在运行中出现的故障，可以减少台车的损坏度，提高烧结台车使用寿命，更大程度地避免事故的发生，降低事故造成的危害程度，降低设备维修成本，最重要的是降低事故造成的危害程度。而且在抽风烧结中，也需要成为提高烧结设备水平的关键。实际生产中常常会有台车车轮脱离滑轨的事故发生，直接造成台车倾斜、侧翻，致使车中燃烧或冷却的矿料从高空倾泻，严重危及到行人和车辆的安全，散落的高温矿料还极有可能引起火灾、爆炸等更严重的并发事故。作为整个钢铁企业生产原料加工的第一步，一旦出现问题，自然会影响后面的生产。本文基于环冷烧结台车系统这一缺陷，研究和设计了一种用于监测台车运行状况的系统，该系统主要用于台车车轮距离的监测，同时判断台车车号，可以方便快速的识别出是每个台车车轮的运行状况。1系统的功能本文针对武汉钢铁集团四烧结厂的环冷台车，设计一套台车运行监测系统，该系统能够利用激光传感器采集相关的轮距，并把相关数据传送到PLC进行处理，然后传送到上位机，在组态软件intouch形成的画面上显示，此外，还可以通过上位机组态软件对你现场设备进行实时操作，当出现报警情况时候能够采取紧急处理。主要包括下位机和上位机两部分。下位机主要是激光传感器进行数据采集和传输，上位机采用Intouch进行画面的监控和参数设置。其主要是系统构成如图所示。环冷台车运行监测系统主要功能如下：数据采集数据传输判断台车车号下位机数据处理上位机数据处理及显示其中PLC是系统的核心，负责各个模块之间的联系和控制。系统框架图如图所示。传感器采集到的数据通过转换后传送到PLC，在PLC进行处理传送到上位机进行显示，上位机记录PLC传送的数据。通过参数的设置，判断每个台车的运行状况，并通过报警提示进行响应。同时，在台车出现运行故障时，通过上位机发出的指令，利用PLC控制电机进而控制台车的工作状态。2系统设置2.1 台车轮距采集环冷台车运行在固定的圆形轨道上，对台车轮距检测采用非接触式方式，比如：超声波、激光灯，而烧结厂中台车运行的环境恶劣，存在大量粉尘，容易造成干扰或者测量不准确的现象。而激光传感器的准确性和抗干扰能力能满足工业现场的要求，因此我们采用激光传感器来测量台车轮距。为了能够有效测量出轮距，采用两个激光传感器，分别测量轨道两侧台车车轮与激光传感器之间的距离。用两个传感器之间的距离减去两个测量值，得到台车车轮的间距。台车轮距测量装置俯视图如图所示。本文中采用的激光传感器是MSE-LT150传感器，它是一款工业级激光测距仪，采用相位比较原理进行测量，激光传感器发射不同频率的可见光束，然后接收从被测物体反回的散射光束，将接收的激光信号与参考信号进行比较，通过微处理器计算相应的相位偏移所对应的物体间距离，特别适合测量各种运动中特别是轨道上运行的物体，具有抗干扰能力强、测量精度高等特点，能够在恶劣的环境下工作，测量精度为±2mm。2.2数据传输BC9000是德国Beckhoff公司研制的以太网总线端子控制器，配备Ethernet现场总线接口，具有ADS和Modbus TCP协议，不需开发即可通过以太网方式和其他的设备进行数据交换。BC9000集成有PLC功能，能完成对总线端子的监视和控制，能适应复杂的工业环境。BC9000与上位机之间通过以太网实现两者的通讯，采用带屏蔽的工业级网线，抗干扰性能好，传输距离远，且系统的数据共享方便，带以太网接口的计算机均可作为数据采集系统的上位机。本系统需要检测两个距离信号，一个电流信号，共3路模拟量输入，故添加2个KL3052模拟量输入端子和KL9010末端端子即可。2.3台车车号判断环冷导轨上总共有75辆台车运行，编号为1－75。运行方式为自左向右，将其分为15辆一组，共5组。为了判断测量的台车的车号，在每组台车的第1辆上加装一块厚度不等的直角悬架。直角悬架到传感器的距离如表2.1所示。表2.1 直角铁架距激光传感器的距离组别车号距离（mm）11-