现有的交换机控制系统多采用PLC控制系统，当焦炉出现故障，需要交换机停止加热时，需有人工进行干预时存在滞后性；以上操作需要操作人员具有良好的心理素质和过硬的技术能力，存在误操作的可能。当交换机本身及外部设备发生故障，而操作不及时，将会酿成灾难性的后果。
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本次设计目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种焦炉交换机安全控制系统及控制方法技术方案，该方案根据焦炉交换机运行特性，设计一种安全有效的控制系统，并依据交换机系统的主要技术参数指标对煤气液压缸、废气液压缸、液压泵、蓄能器等进行安全有效的控制与调整，从而保证焦炉的安全稳定运行。当交换机本身及外部设备发生故障，交换机控制系统自动判断交换各油缸所处位置、根据工艺自动调整各油缸位置，将其停滞在安全位置，杜绝事故的扩大。另外在焦炉的运行过程状态交换机主控室、各个机车无法及时掌握,通过运用无线模块技术将交换机实时运行数据和状态及时发送给各个控制点，上下工序间加强了沟通和联系，解决了信息孤岛的问题，出现紧急情况，可以紧急采取措施，规避风险防止事故扩大，也大大提高了员工事故状态下的快速应急应变能力。
目前，在焦炉换向过程中是PLC内部程序按照设定顺序进行动作，上下工序联系较少，外界对交换机运行情况了解较少。当遇到驱动油缸所带动的链条发生断裂等突发情况时导致的换向失败，焦炉地下室内会弥漫着大量的爆炸性气体，而此时推焦车、拦焦车如在此炉区进行作业时，遇有焦炭掉落，极易发生爆炸事故。
本次特别设计一种焦炉交换机运行状态的发讯和接收装置。通过此装置采集焦炉交换机各运行阶段的状态，利用物联网技术传输到推焦车、拦焦车、焦炉主控和化学品回收等上下工序，使他们实时了解焦炉交换机的运行状态，做好安全操作的预判，减少安全事故的发生。可利用开关量采集和输出模块对焦炉交换机的状态传递到各报警点，通过组态各报警器的语音输出，达到通知给相关工序的员工。
改造完成后的系统结构如下：
利用开关量采集和输出模块将焦炉煤气交换机运行状态进行采集，并由报警器输出如下：
1）临近焦炉换向前30S进行预警，各机车、控制室等各接收点警报器语音播报“距离*号焦炉换向还有30S”；
2）焦炉换向过程中，各机车、控制室等各接收点警报器语音播报“*号焦炉正在换向”；
3）焦炉换向完毕，各机车、控制室各接收点警报器语音播报“正常！*号焦炉换向完毕”；
4）当焦炉换向失败，各机车、控制室等各接收点警报器语音播报“注意*号焦炉换向失败”，警报告知操作工按照应急预案进行处理。
本次设计采用的开关量采集模块为DTD110HUY-T3，开关量接收模块DTD110HUY-R6。通过此次改造可消除了上、下工序间的信息孤岛的问题，当焦炉换向期间出现紧急情况，可以紧急采取措施，规避风险防止事故扩大。
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