一种干熄焦提升机电缆导车防护装置及其运行控制系统的制作方法

本发明涉及干熄焦生产，尤其涉及一种干熄焦提升机电缆导车防护装置及其运行控制系统。

背景技术：

1、干熄焦提升机是干熄焦生产中的关键设备，负责将装有红焦的焦罐提升并搬运至干熄炉炉顶，提升机的动力和控制电源通常通过随车移动的电缆导车供电，电缆导车在高速、频繁的往复运行中，其拖拽的扁平电缆极易因速度突变、张力失衡等因素受到冲击、拉伸或堆积，导致电缆损坏、拉断或卷入导车，不仅造成高昂的停产维修损失，还带来严重的安全隐患。

2、传统控制方式多采用固定的加减速斜坡，无法在电缆张力异常时进行动态干预，一旦运行过程中出现电缆张力过紧或过松，系统不能自适应降速或补偿，常常在电缆已受到损伤后保护才被触发，防护滞后且效果不佳，此外，现有技术在停车控制上多依赖单一的极限位信号，缺少对实时速度与剩余距离的综合运算，无法在高速运行中精确控制刹车安全距离，导致急停或过冲，进一步加剧电缆的机械冲击。

3、因此，如何提供一种能够融合速度安全冗余、张力动态调控及精准停车控制的智能运行控制系统，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种干熄焦提升机电缆导车防护装置及其运行控制系统，以解决在现有技术中的电缆防护滞后、张力突变响应不足和停车冲击大的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，包括：

3、参数设定模块用于设定电缆导车的基准参数，基准参数包括设定速度给定值、加速度、允许最大减速速度vmax、预设固定减速度，并对设定的基准参数进行存储；

4、安全运行模块基于plc控制器启动走行指令，对电缆导车执行电缆安全提升处理，同时调取电缆导车的允许最大减速速度vmax进行理论刹车距离计算，结合预设安全比例系数计算得到刹车安全距离；

5、张力动态管理模块用于将采集的电缆实时张力值与存储的理想张力区间[tmin，tmax]进行比对，实现偏差率δ1、δ2的灵活计算，同时动态匹配速度抑制系数k1或速度补偿系数k2，输出速度抑制量或速度提升量。

6、优选的，所述电缆导车执行电缆安全提升处理的分析过程如下：

7、读取电缆导车的当前实时速度vn，计算当前实时速度vn与设定速度给定值之间的实际速度偏差率，基于时间序列构建实际速度偏差率的变化曲线，将实际速度偏差率的变化曲线与预设速度偏差率变化曲线进行比对，获取相同采样时间戳对应实际速度偏差率与预设速度偏差率之间的差值，获取所有差值中的最大值，并将差值中的最大值设定为偏差极限值，并对偏差极限值是否超出预设偏差极限值阈值进行判别处理，输出异常速度行走指令或常规指令。

8、优选的，当触发常规指令时，计算当前位置至目标停止位的剩余距离，调取允许最大减速速度vmax，基于公式（vn）2/（2×vmax）计算得到理论刹车距离；

9、基于理论刹车距离×预设安全比例系数计算得到刹车安全距离，将剩余距离与刹车安全距离进行比对，输出常规监测信号或预减速信号，若输出预减速信号，调取预设固定减速度，以预设固定减速度线性降低电缆导车运行速度。

10、当电缆导车到达目标停止位后，plc启动返程指令，将当前目标停止位设定为出发始位置，将原出发始位置设定为目标停止位，再次执行电缆安全提升处理，以此实现往复运行。

11、优选的，所述偏差率δ1的计算过程如下：若实时张力值tr＞tmax，则判定张力过高，计算偏差率δ1，偏差率δ1＝（实时张力值tr-tmax）/tmax，速度抑制系数k1＝1-0.8×偏差率δ1，基于设定速度给定值×k1计算得到速度抑制量，调取存储的预设速度降低速率，按照预设速度降低速率对设定速度给定值进行速度降低，直至速度降低量达到速度抑制量。

12、优选的，所述偏差率δ2的计算过程如下：若实时张力值tr＜tmin，则判定张力过低，计算偏差率δ2，偏差率δ2＝（tmin-实时张力值tr）/tmin，速度补偿系数k2＝1+0.5×偏差率δ2，基于设定速度给定值×k2计算得到速度提升量。

13、优选的，所述速度提升量计算前，先计算剩余走行距离，并对剩余走行距离进行判别处理，若剩余走行距离＞当前速度下预设时长内的可行驶距离，则允许执行速度提升量补偿，按预设加速度量进行速度提升，直至加速度总量达到速度提升量；

14、若剩余走行距离≤当前速度下预设时长内的可行驶距离，则禁止提速，以预设最低运行速度继续前行，依靠电缆导车自身移动将多余电缆自然带直，同时发出“请检查电缆是否堆积”的报警提示；

15、同时在短时间内交替出现张力过低/过高，且交替间隔时长均值＜预设间隔时长，则生成异常信号，同时以预设安全响应速度为固定恒速运行。

16、其中，本发明还提出一种干熄焦提升机电缆导车防护装置，应用于上述的一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，包括拖链电缆架，所述拖链电缆架的两侧均固定连接有中间滚轮架，所述拖链电缆架的内部固定连接有电缆卡扣板，所述拖链电缆架内部转动连接有前端滚轮，所述电缆卡扣板的内部插接有电缆防护套，所述拖链电缆架的上方设置有电缆走线架，且电缆走线架与电缆防护套相互配合；

17、所述拖链电缆架的内外两侧分别布设一组保护线，所述拖链电缆架的一侧固定连接有走行超限保护开关，两组保护线均串联接入走行超限保护开关的输入端，走行超限保护开关输出端通过信号线与plc控制器的信号输入端连接；

18、将走行超限保护开关、plc控制器设定为超限控制组件，所述保护线串联接入走行超限保护开关，走行超限保护开关与plc控制器信号连接，当拖链电缆架因掉道、框架断裂导致任一组保护线被拉断时，走行超限保护开关触发动作，plc控制器输出停机指令，保护电缆不被拉断；

19、若保护线外皮破损发生接地，触发保护线接地指示灯亮起，提示工作人员及时排查。

20、本发明的有益效果如下：

21、（1）本发明是利用实时速度动态计算理论刹车距离，并引入安全比例系数形成冗余保护，使得预减速时机更加精准，避免因过早或过晚减速对电缆造成的冲击和磨损，显著提升长距离往复运行中的安全冗余。

22、（2）本发明还基于张力偏差率动态生成非线性的速度抑制或补偿系数，并设有钳位限制，能够在张力波动的初期就进行平滑、快速的速度干预，主动防止张力突变对电缆的损伤，以解决传统控制响应滞后的难题，并在检测到张力过低需要提速时，智能判断剩余距离是否允许，防止在接近终点时误提速导致电缆堆积，结合低速收缆和报警提示，构建完整的闭环防护。

1.一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，其特征在于，所述电缆导车执行电缆安全提升处理的分析过程如下：

3.根据权利要求2所述的一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，其特征在于，当触发常规指令时，计算当前位置至目标停止位的剩余距离，调取允许最大减速速度vmax，基于公式（vn）2/（2×vmax）计算得到理论刹车距离；

4.当电缆导车到达目标停止位后，plc启动返程指令，将当前目标停止位设定为出发始位置，将原出发始位置设定为目标停止位，再次执行电缆安全提升处理，以此实现往复运行。

5.根据权利要求3所述的一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，其特征在于，所述偏差率δ1的计算过程如下：若实时张力值tr＞tmax，则判定张力过高，计算偏差率δ1，偏差率δ1＝（实时张力值tr-tmax）/tmax，速度抑制系数k1＝1-0.8×偏差率δ1，基于设定速度给定值×k1计算得到速度抑制量，调取存储的预设速度降低速率，按照预设速度降低速率对设定速度给定值进行速度降低，直至速度降低量达到速度抑制量。

6.根据权利要求4所述的一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，其特征在于，所述偏差率δ2的计算过程如下：若实时张力值tr＜tmin，则判定张力过低，计算偏差率δ2，偏差率δ2＝（tmin-实时张力值tr）/tmin，速度补偿系数k2＝1+0.5×偏差率δ2，基于设定速度给定值×k2计算得到速度提升量。

7.根据权利要求5所述的一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，其特征在于，所述速度提升量计算前，先计算剩余走行距离，并对剩余走行距离进行判别处理，若剩余走行距离＞当前速度下预设时长内的可行驶距离，则允许执行速度提升量补偿，按预设加速度量进行速度提升，直至加速度总量达到速度提升量；

8.一种干熄焦提升机电缆导车防护装置，应用于如权利要求6所述的一种干熄焦提升机电缆导车防护装置的运行控制系统，其特征在于：