格雷母线技术在炼铁供料系统中应用及电气维护

韩斌科

摘 要：河北钢铁集团邯钢公司东区炼铁部供料系统承担着储备原料以及为高炉配料系统提供原燃料的关键任务，炼铁部供料车间辅助料场区域共计建有圆筒料仓12个，原料经皮带运输机输送到料仓上部，通过卸料车将原料装入料仓。为使卸料料面均匀、平整，提高料仓容积率，中控室操作人员需实时掌握卸料车的位置和控制料车往复运行。格雷母线位置检测系统具有定位精度高、可连续检测、防尘、耐酸碱、使用寿命长等特点，非常适合应用于供料系统卸料小车的定位及自动控制中。该文介绍了格雷母线技术的工作原理和系统结构。该系统在邯钢东区炼铁部供料卸料小车上的应用及故障维护。

关键词：格雷母线 炼铁 供料

中图分类号：TF08 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0039-02

1 格雷母线位置检测系统结构

（1）格雷母线位置检测系统由地面站和车载站两部分组成。

地面站包括格雷母线、始端箱、终端箱、阻抗匹配单元、地址检测单元以及协议转换模块等。（如图1）

车载站安装在卸料车上，由地址编码发生器和天线箱等组成。

（2）主要技术指标。

①定位精度：5 mm。

②工作温度：-30 ℃～+75 ℃。

③通讯波特率：9.6 Kbps。

④通讯误码率：<10-7。

2 格雷母线定位技术的工作原理

格雷母线利用电磁感应原理以相互靠近的扁平状的电缆和天线箱之间的电磁耦合来进行通信，并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。

格雷母线由电缆芯线、模芯和电缆护套构成。芯线有两种，即基准线（R线）和地址线（G0线～G9线）。基准线R在整个电缆段中不交叉，地址线是按格雷码的编码规律来编制的，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在整个电缆段中只交叉一次。

当卸料车上天线箱线圈中通入交变电流时，在天线箱附近会产生交变磁场。格雷母线近似处在一个交变的均匀分布的磁场中，每对格雷母线芯线会产生感应电动势。发射单元（即图1中地址编码发生器）将地址信号通过电磁耦合方式传送到格雷母线的感应环线上。地址检测单元（即图1地址解码器）对接收到的信号进行相位比较。以接收到的平行线（R线）信号作为基准信号，同接收到的地址线（G线）信号作比较，若交叉线（G线）的信号相位与基准信号相位相同，地址为“0”；相位相反，地址为“1”，这样将感应的地址信息转换成用格雷码排列的10位地址编码，且在格雷母线的某一位置得到唯一10位的地址编码，此对应料车的一个地址。地址检测单元将地址码转换成十进制的米数，即可检测出料车离格雷母线始端的距离，从而得到料车的位置。

3 格雷母线检测系统电气维护及故障处理

3.1 日常维护

格雷母线位置检测系统的可靠、无故障运行是生产稳定有序顺行的基本保障。由于现场卸料时，易产生煤粉、碳粉等细小粉尘颗粒，对格雷母线位置检测系统现场设备正常工作造成潜在影响。因此，在日常使用与维护中应注意以下几点。

（1）交接班时，检查天线箱的连接是否紧固无松动。应保证天线箱和格雷母线间的间隔在80～110 mm之间。

（2）定期清扫电气柜，除去电气柜中的灰尘。

（3）定期检查电气接点，保证无松动，接触可靠。

（4）在检修期间，关闭系统电源，以延长系统使用寿命。

3.2 故障处理

格雷母线位置检测系统在投入运行的4年多时间中，共出现过3次故障，故障现象为：中控检测不到料车地址，此时现场对应设备地址解码器上的格雷码LED指示灯不亮，数码上显示地址为000.050。此时，查找故障顺序依次为车载部件—中控室部件—格雷母线部件。方法应优先使用交换法，即利用备件或备用设备上相同型号的部件对可能的故障部件替换，不要轻易对部件进行拆御或对设定值进行调节。检查步骤如以下几点。

（1）检查车载设备工作情况，先查看天线箱是否被碰掉、连至天线箱的电缆是否被挂断。

（2）打开车载控制柜，用示波器测量地址编码发生器输出端电压，正常情况下有效值为4～8 V。

（3）拨下匹配放大单元输入电缆，用万用表测量R线、L线和各G对线的电阻值应为4 Ω左右，检查R、L、G对线是否短路或断路，如果测量明确电缆部分存在故障时，查看电缆是否因终端箱或始端箱的连接异常。

如果上述检查都正常，则地面控制柜内地址解码器发生故障可能性大，此时应更换地址解码器。注意！如果更换的是备用设备上的地址解码器，可能出现现场地址解码器数码上显示地址正常，而中控仍然检测不到地址的现象，这时应在PLC程序中重新更改數据区中数据地址，使之相互对应。

4 结语

格雷母线位置检测系统自2012年9月完成调试，已在供料卸料系统运行4年多，该系统依靠稳定性高、定位精度高、适应环境能力强和极低的故障率等特点，提高了料仓的容积率，减轻了工作强度，极大地保证了生产的顺利进行。

参考文献

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[3] 薛晖，邱建东.格雷母线通信定位系统在有轨巷道式堆垛机上的应用[J].起重运输机械，2012（9）：75-78.