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設計背景
目前，在焦爐換向過程中是PLC內部程序按照設定順序進行動作，上下工序聯系較少，外界對交換機運行情況了解較少。當遇到驅動油缸所帶動的鏈條發生斷裂等突發情況時導致的換向失敗，焦爐地下室內會彌漫著大量的爆炸性氣體，而此時推焦車、攔焦車如在此爐區進行作業時，遇有焦炭掉落，極易發生爆炸事故。本次特別設計一種焦爐交換機運行狀態的發訊和接收裝置。通過此裝置采集焦爐交換機各運行階段的狀態，利用物聯網技術傳輸到推焦車、攔焦車、焦爐主控和化學品回收等上下工序，使他們實時了解焦爐交換機的運行狀態，做好安全操作的預判，減少安全事故的發生。可利用開關量采集和輸出模塊對焦爐交換機的狀態傳遞到各報警點，通過組態各報警器的語音輸出，達到通知給相關工序的員工。
設計原理
本方案根據焦爐交換機運行特性，設計一種安全有效的控制系統，并依據交換機系統的主要技術參數指標對煤氣液壓缸、廢氣液壓缸、液壓泵、蓄能器等進行安全有效的控制與調整，從而保證焦爐的安全穩定運行。
當交換機本身及外部設備發生故障，交換機控制系統自動判斷交換各油缸所處位置、根據工藝自動調整各油缸位置，將其停滯在安全位置，杜絕事故的擴大。另外在焦爐的運行過程狀態交換機主控室、各個機車無法及時掌握,通過運用無線模塊技術將交換機實時運行數據和狀態及時發送給各個控制點，上下工序間加強了溝通和聯系，解決了信息孤島的問題，出現緊急情況，可以緊急采取措施，規避風險防止事故擴大，也大大提高了員工事故狀態下的快速應急應變能力。
改造完成后的系統結構
利用開關量采集和輸出模塊將焦爐煤氣交換機運行狀態進行采集，并由報警器輸出如下：

1）臨近焦爐換向前30S進行預警，各機車、控制室等各接收點警報器語音播報“距離*號焦爐換向還有30S”；
2）焦爐換向過程中，各機車、控制室等各接收點警報器語音播報“*號焦爐正在換向”；
3）焦爐換向完畢，各機車、控制室各接收點警報器語音播報“正常！*號焦爐換向完畢”；
4）當焦爐換向失敗，各機車、控制室等各接收點警報器語音播報“注意*號焦爐換向失敗”，警報告知操作工按照應急預案進行處理。
本次設計采用的開關量采集模塊為DTD110HUY-T3，開關量接收模塊DTD110HUY-R6。
通過此次改造可消除了上、下工序間的信息孤島的問題，當焦爐換向期間出現緊急情況，可以緊急采取措施，規避風險防止事故擴大。