高爐探尺自動變頻控制裝置的製作方法

2023-06-05 17:48:56 1

專利名稱：高爐探尺自動變頻控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型公開了一種高爐探尺的自動變頻控制裝置，屬於煉鐵區域的電氣自 動控制技術領域。
技術背景傳統的高爐探尺單靠電機和抱閘來控制重錘的提升和下降，提尺時抱閘打 開，同時電機正轉；降尺時抱閘打開，重錘憑藉重力做自由下降，依靠速度繼 電器判斷重錘下降速度，過大時關閉抱閘，然後再打開抱閘使重錘繼續下降。 此種控制方式雖然結構簡單，但弊端也顯而易見， 一是機械抱閘裝置頻繁動作， 容易損壞，二是速度繼電器工作不穩定，容易造成重錘下降超速，埋進料面， 造成提尺過載故障，使重錘脫落。這樣就會嚴重影響高爐的生產，使高爐休風 停產。這種單純的機械抱閘式探尺故障率高、維護難度大等問題，是影響冶金 企業正常生產的頑疾。 發明內容本發明針對已有技術的不足，提供了一種工作穩定、控制可靠、使用壽命 長、易於維護的高爐探尺自動變頻控制裝置。本發明的技術特徵是設置位置傳感器，根據探尺不同的工作狀況，改變變 頻器的力矩給定大小和方向，從而控制探尺工作於提尺、降尺、浮尺等相應運 行狀態。整個工作過程根據高爐冶煉的工藝要求，通過plc程序對變頻器發出 提尺、降尺、停止命令，由變頻器控制探尺電機正轉、反轉、停止，從而帶動 機械部分實現探尺重錘的相應動作。本實用新型主要包括控制單元、變頻器、連續位置檢測的編碼器、輔助保護 位置檢測的主令控制器等。控制單元採用plc自動控制系統，變頻裝置採用西門子系列矢量變頻器， 連續位置檢測設備採用與電機主軸相連的編碼發生器，輔助保護位置檢測設備3由與電機減速軸凸輪相聯接的主令控制器組成。各組成設備主要功能Plc系統根據不同工作方式和工作狀況發出相應 控制指令給變頻器，同時接收編碼器返回的位置反饋信號，修正控制指令；變 頻系統根據接收到的控制指令，驅動電機工作，同時檢測重錘重力變化情況， 改變相應控制參數，達到設定工作狀態；驅動電機根據接收到的變頻控制指 令進行正反轉，帶動重錘工作；重錘在電機帶動下檢測料面；編碼器與驅 動電機主軸相連，連續檢測重錘位置；主令控制器與驅動電機減速軸相連， 檢測重錘關鍵點位置。--種高爐探尺自動變頻控制裝置，包括控制單元、驅動電機的變頻器、連續 位置檢測的編碼器、輔助保護位置檢測的主令控制器等，其特徵是連續位置檢 測的編碼器與控制單元的輸入埠連接；控制單元的輸出埠與變頻器的控制端 連接；輔助保護位置檢測的主令控制器的輸出端與變頻器的控制端連接構成控 制迴路。控制單元採用plc自動控制系統； 驅動電機的變頻器採用西門子系列矢量變頻器； 連續位置檢測的編碼器採用與電機主軸相連的脈衝編碼發生器； 輔助保護位置檢測的主令控制器由與電機減速軸凸輪相聯接的主令控制 器組成。工作過程詳述如下 控制方式探尺的控制分為內控和外控兩種(見圖2控制結構圖)。內控由變頻器內 部控制完成探尺電機正反轉，此種方式一般用於調試和緊急情況下使用。外控 由pk自動控制程序和變頻器共同完成。外控可由兩個操作地點完成操作，一 為機旁， 一為集中。機旁是純手動操作，方便調試和現場定位。集中操作又分 為手動和自動兩種方式，用於生產時的正常控制。控制原理根據生產工藝要求，探尺在每一罐布料結束後要自動下降探測料面，探到料面後跟隨料面一起下降，到達設定料線後自動提尺至O米位置，等待下一次 探測(見圖3工作流程原理圖)。當控制系統發出降尺命令後，同時給定降尺 頻率，變頻器發出反轉輸出，同時控制抱閘打開，下降6秒後(根據實際可調 整)，變頻器的矢量控制產生的轉矩方向自動由向下轉為向上，用於抵消重錘 重力，避免重錘作自由落體運動，防止重錘下陷進料面。當重錘降至料面後， 變頻器自動檢測力矩變化，使向上力矩加大，扶正重錘，不讓重錘倒在料面上。 在料面下降時，重錘隨料面一起下降，起到力矩動態浮標的作用。當控制系統 發出提尺命令後，同時給定提尺頻率，變頻器發出正轉輸出，產生足夠大的向 上力矩，提升探尺至等待位置，抱閘閉合。 探尺的位置檢測探尺位置檢測必須準確可靠。本系統通過多圈絕對值型編碼器檢測探尺連續位置，採用硬線連接方式採集輸據傳輸至plc系統進行處理，在監控畫面中實現初始校尺功能，正常生產過程中無需重新校正，方便可靠。為了保證探尺機械設備運行的安全性和可靠性，該系統另設有主令控制器，分別檢測上極限、下極限、料位0位、正常下限、正常上限等幾個位置。 本實用新型依靠變頻器與plc自控系統的協同控制，較好的解決了以上問題。 該自動控制裝置可與不同類型的plc控制系統如(西門子、施耐德等)、人機監 控軟體(如W頂CC、 Ifix、 mp7等)配套使用，軟體易於編程，無須對配套設 施提出特殊要求。具有控制靈活，操作方便、安全可靠、性能價格比高等優點。

說明書附圖1為本實用新型的結構方框圖，說明書附圖2為本實用新型的控 制方式結構圖，說明書附圖3為本實用新型的工作主流程圖。
具體實施方式
一種高爐探尺自動變頻控制裝置，包括控制單元、驅動電機的變頻器、連續 位置檢測的編碼器、輔助保護位置檢測的主令控制器等，其特徵是連續位置檢 測的編碼器與控制單元的輸入埠連接；控制單元的輸出埠與變頻器的控制端 連接；輔助保護位置檢測的主令控制器的輸出端與變頻器的控制端連接構成控控制單元採用西門子200系列plc以及主要電氣設備。 驅動電機的變頻器採用西門子系列矢量變頻器，型號6ES7021-0EA61及其配 套組成部分。連續位置檢測的編碼器採用與電機主軸相連的編碼發生器，採用多圈絕對 型SCM30-03344096-4096B。輔助保護位置檢測的主令控制器型號為HK23-06/05 。
權利要求1、一種高爐探尺自動變頻控制裝置，包括控制單元、驅動電機的變頻器、連續位置檢測的編碼器、輔助保護位置檢測的主令控制器，其特徵是連續位置檢測的編碼器與控制單元的輸入埠連接；控制單元的輸出埠與變頻器的控制端連接；輔助保護位置檢測的主令控制器的輸出端與變頻器的控制端連接構成控制迴路。
2、 根據權利要求l所述的高爐探尺自動變頻控制裝置，其特徵是所述的控制 單元採用西門子200系列plc以及主要電氣設備。
3、 根據權利要求l所述的高爐探尺自動變頻控制裝置，其特徵是所述的驅動 電^l的變頻器採用西門子系列矢量變頻器，型號6ES7021-0EA61及其配套組成部 分。
4、 根據權利要求l所述的高爐探尺自動變頻控制裝置，其特徵是所述的連續 位置檢測的編碼器採用與電機主軸相連的編碼發生器，採用多圈絕對型 SCM30-03344096-4096B。
5、 根據權利要求l所述的高爐探尺自動變頻控制裝置，其特徵是所述的輔助 保護位置檢測的主令控制器型號為服23-06/05 。
專利摘要本實用新型公開了一種高爐探尺的自動變頻控制裝置，屬於煉鐵區域的電氣自動控制技術領域。提供了一種工作穩定、控制可靠、使用壽命長、易於維護的高爐探尺自動變頻控制裝置。包括控制單元、驅動電機的變頻器、連續位置檢測的編碼器、輔助保護位置檢測的主令控制器等，其特徵是連續位置檢測的編碼器與控制單元的輸入埠連接；控制單元的輸出埠與變頻器的控制端連接；輔助保護位置檢測的主令控制器的輸出端與變頻器的控制端連接構成控制迴路。軟體易於編程，無須對配套設施提出特殊要求。具有控制靈活，操作方便、安全可靠、性能價格比高等優點。
文檔編號H02P21/00GK201110967SQ200720158099
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月12日 優先權日2007年12月12日
發明者鵬 司, 李開勇, 柳希泉, 恆 潘, 裴常明 申請人:萊蕪鋼鐵集團電子有限公司