一種高爐卷揚保護系統的製作方法
2023-08-05 19:10:36
一種高爐卷揚保護系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開的高爐卷揚保護系統帶來的有益效果是：在本實用新型中，通過測速發電機信號發生模塊以及編碼器供電模塊提供信號，由主控模塊對信號進行計算得到速度值，對速度值進行比較，得到比較結果，報警模塊根據比較結果進行報警。本實用新型通過測速發電機以及編碼器測得的速度值進行比較，根據比較結果控制報警，使得料車出現斷軸時，根據測速發電機與編碼器測得的速度值之間的差值超過預設值即判斷其出現斷軸現象，即報警，實現了在料車出現斷軸時，能夠馬上檢測出來，避免料車失控，使得高爐生產的安全性得到了保證。
【專利說明】 一種高爐卷揚保護系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及冶金保護領域，尤其是涉及一種高爐卷揚保護系統。
【背景技術】
[0002]高爐上料採用卷揚料車運輸，其結構圖如圖1所示，包括:測速發電機11、直流主電機12、減速機13、大滾筒14及絕對值編碼器15。
[0003]直流主電機12運行，拖動減速機13，減速機13輸出力矩拖動大滾筒14運轉，大滾筒14與絕對值編碼器15及主控制器相連，實現對料車運行的精確控制。
[0004]現有技術中，直流主電機12、減速機13、大滾筒14之間通過A點、B點、C點相連，由於機械運動的不可靠性，在實際生產過程中容易造成A點、B點、C點相連接處出現斷軸或減速機故障，這就會導致料車無法控制，出現卷揚料車脫離軌道，導致機械設備嚴重損壞的重大事故，影響高爐生產。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型提供一種高爐卷揚保護系統，以解決現有技術中斷軸或減速機故障導致的卷揚料車脫離軌道、無法控制，從而影響生產的問題。其具體方案如下:
[0006]一種高爐卷揚保護系統，與主電機相連，包括:
[0007]與所述主電機相連的，由測速發電機提供直流電壓，經處理後發送模擬信號的測速發電機信號發生模塊；
[0008]由編碼器提供數位訊號的編碼器供電模塊；
[0009]與所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊分別相連的，接收所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊提供的信號，分別對接收的信號進行計算，得到第一速度值和第二速度值，對第一速度值與第二速度值進行比較，並輸出比較結果的主控模塊；
[0010]與所述主控模塊相連的，根據所述主控模塊的比較結果發出報警信號的報警模塊。
[0011]進一步的，所述測速發電機信號發生模塊包括:
[0012]與所述主電機相連的，提供直流電壓信號的測速發電機；
[0013]與所述測速發電機相連的，接收所述測速發電機發送的直流電壓信號，並將所述直流電壓信號轉換成模擬電壓信號並輸出的直流整流裝置；
[0014]與所述直流整流裝置及主控模塊分別相連的，接收所述直流整流裝置發送的電壓信號，並將所述電壓信號轉換成電流信號並輸出的隔離器。
[0015]進一步的，所述編碼器供電模塊包括:
[0016]與所述主控模塊相連的，提供電壓信號的絕對值編碼器。
[0017]進一步的，所述編碼器供電模塊還包括:
[0018]與所述絕對值編碼器及主控模塊分別相連的，實現絕對值編碼器與主控模塊之間信息通訊的PLC PTQ模塊。
[0019]進一步的，包括:所述絕對值編碼器提供的電壓信號為非格雷碼。
[0020]進一步的，所述主控模塊包括:
[0021]與所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊分別相連的，接收所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊提供的信號，分別對接收的信號進行計算，得到第一速度值和第二速度值的計算模塊；
[0022]與所述計算模塊及報警模塊分別相連的，將第一速度值與第二速度值的差的絕對值與第一預設值進行比較，得到第一比較結果的第一比較模塊。
[0023]進一步的，所述主控模塊還包括:
[0024]與所述第一比較模塊相連的，對減速時間進行計時的計時模塊；
[0025]與所述計時模塊及報警模塊分別相連的，將第三速度值與第四速度值的差的絕對值與第二預設值進行比較，得到第二比較結果的第二比較模塊，其中，第三速度值為第一速度值經預定時間的減速後得到的速度，第四速度值為第二速度值經預定時間的減速後得到的速度。
[0026]進一步的，所述報警模塊包括:
[0027]與所述主控模塊相連的，根據第一比較結果和/或第二比較結果發出報警信號的報警器；
[0028]與所述報警器相連的，控制卷揚停止運行的卷揚停車控制器。
[0029]進一步的，所述報警器為:電鈴或電笛。
[0030]進一步的,包括:所述第一預設值為70cm/s,第二預設值為30cm/s。
[0031]上述高爐卷揚保護系統帶來的有益效果是:在本實用新型中，通過測速發電機信號發生模塊以及編碼器供電模塊提供信號，由主控模塊對信號進行計算得到速度值，對速度值進行比較，得到比較結果，報警模塊根據比較結果進行報警。本實用新型通過測速發電機以及編碼器測得的速度值進行比較，根據比較結果控制報警，使得料車出現斷軸時，根據測速發電機與編碼器測得的速度值之間的差別超過預設值即判斷其出現斷軸現象，即報警，實現了在料車出現斷軸時，能夠馬上檢測出來，避免料車失控，使得高爐生產的安全性得到了保證。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為現有技術中高爐卷揚料車的結構示意圖；
[0034]圖2為本實用新型公開的一種高爐卷揚保護系統的結構示意圖；
[0035]圖3為本實用新型公開的一種測速發電機信號發生模塊的結構示意圖；
[0036]圖4為本實用新型公開的一種編碼器供電模塊的結構示意圖；
[0037]圖5為本實用新型公開的一種主控模塊的結構示意圖；
[0038]圖6為本實用新型公開的一種報警模塊的結構示意圖。【具體實施方式】
[0039]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0040]本實用新型公開的一種高爐卷揚保護系統，與主電機相連，其結構示意圖如圖2所示，包括:
[0041]測速發電機信號發生模塊21,編碼器供電模塊22,主控模塊23,報警模塊24。
[0042]其中，測速發電機信號發生模塊21與主電機相連，由測速發電機發出信號，提供直流電壓，經處理後發送模擬信號至主控模塊23。
[0043]編碼器供電模塊22由編碼器提供數位訊號至主控模塊23。
[0044]主控模塊23與測速發電機信號發生模塊21及編碼器供電模塊22分別相連，接收測速發電機信號發生模塊21及編碼器供電模塊22提供的信號，並對接收的信號進行計算，得到第一速度值和第二速度值。其中，第一速度值為測速發電機檢測到的主卷揚滾筒的速度值，第二速度值為編碼器檢測的主卷揚滾筒的速度值。
[0045]主控模塊23對第一速度值和第二速度值進行比較，並輸出比較結果至報警模塊24。
[0046]報警模塊24與主控模塊23相連，根據主控模塊23的比較結果發出報警信號。
[0047]在本實施例中，通過測速發電機信號發生模塊以及編碼器供電模塊提供信號，由主控模塊對信號進行計算得到速度值，對速度值進行比較，得到比較結果，報警模塊根據比較結果進行報警。本實用新型通過測速發電機以及編碼器測得的速度值進行比較，根據比較結果控制報警，使得料車出現斷軸時，根據測速發電機與編碼器測得的速度值之間的差別超過預設值即判斷其出現斷軸現象，即報警，實現了在料車出現斷軸時，能夠馬上檢測出來，避免料車失控，使得高爐生產的安全性得到了保證。
[0048]本實施例公開的一種測速發電機信號發生模塊的結構示意圖如圖3所示，包括:
[0049]測速發電機31，直流整流裝置32，隔離器33。
[0050]其中，測速發電機31與主電機的非負荷側相連，提供直流電壓信號。測速發電機31由主電機拖動運行，與電機轉速同步。優選的，測速發電機31採用ZYS-8A型直流測速發電機，額定轉速為600r/min,與卷揚主電機額定轉速相匹配,額定電壓為0-60V。
[0051]直流整流裝置32是主電機運行的整流裝置，與測速發電機31相連，接收測速發電機31發送的直流電壓信號，實現直流電機的平穩運行，並將接收到的直流電壓信號轉換成模擬電壓信號，即將0-60V直流電壓轉換成0-10V模擬電壓信號，並輸出。優選的，直流整流裝置32採用西門子6RA70系列整流裝置。
[0052]隔離器33與直流整流裝置32及主控模塊相連，接收直流整流裝置32發送的電壓信號，並將該電壓信號轉換成電流信號，即將0-10V的電壓信號轉換成4-20mA的電流信號，並輸出至主控模塊，並且，隔離器33還能起到隔離直流整流裝置32輸出的功能。優選的，隔離器33採用WISDOM WS1521。
[0053]本實施例公開的測速發電機信號發生模塊通過測速發電機、直流整流裝置及隔離器實現測速發電機信號的輸出，以便進一步計算得到測速發電機檢測的主卷揚滾筒的速度值。
[0054]本實施例公開了一種編碼器供電模塊，其結構示意圖如圖4所示，包括:
[0055]絕對值編碼器41。
[0056]絕對值編碼器41與主控模塊相連，提供電壓信號，以便於進一步計算得到編碼器檢測的主卷揚滾筒的速度值。
[0057]優選的，絕對值編碼器41採用KU0BLER8.5860.1231.3001，並採用非格雷碼直接輸出。
[0058]進一步的，本實施例公開的編碼器供電模塊還可以包括:PLC PTQ模塊42。
[0059]其中，PLC PTQ模塊42與絕對值編碼器41及主控模塊分別相連，用以實現絕對值編碼器41與主控模塊之間的信息通訊。
[0060]優選的，PLC PTQ模塊採用施耐德的PTQ PDPMV1F/W模塊，通過信號線與絕對值編碼器41相連，通過PR0FIBUS協議實現與編碼器的通訊。
[0061]本實施例公開了一種主控模塊，其結構示意圖如圖5所示，包括:
[0062]計算模塊51,第一比較 模塊52。
[0063]其中，計算模塊51與測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊分別相連，接收測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊提供的信號，並對接收到的信號分別進行計算，得到第一速度值和第二速度值，其中，第一速度值為測速發電機檢測到的主卷揚滾筒的速度值，第二速度值為編碼器檢測的主卷揚滾筒的速度值。
[0064]第一速度值的計算公式為:
[0065]卷揚料車運行的速度(cm/s)=電動機的轉速(r/min) +減速機的減速比X卷揚滾筒直徑X ^ X60s。
[0066]第二速度值的計算公式為:
[0067]卷揚料車運行的速度(cm/s)=(即時位置值-200ms以前的位置值)X5。
[0068]第一比較模塊52與計算模塊51及報警模塊分別相連，將第一速度值與第二速度值的差的絕對值與第一預設值進行比較，得到第一比較結果，並輸出至報警模塊。
[0069]其中，第一比較模塊52在全程時段均進行比較,當第一速度值與第二速度值的差的絕對值大於第一預設值時，其第一比較結果為指示報警模塊報警。
[0070]優選的，第一預設值為70cm/s，當第一速度值與第二速度值的差的絕對值大於70cm/s時，發送報警信號至報警模塊，報警模塊延時Is後報警。
[0071]本實施例公開的主控模塊通過計算模塊與第一比較模塊，實現對第一速度值與第二速度值與第一預設值的比較，當滿足報警條件時，發出報警信號，控制報警模塊報警，實現了在全程時段料車出現斷軸的瞬間，檢測到相應的信號，並控制報警模塊發出警報，避免了料車的失控，保證了生產的安全。
[0072]進一步的，本實施例公開的主控模塊還可以包括:
[0073]計時模塊53，第二比較模塊54。
[0074]其中，計時模塊53與第一比較模塊52相連，接收減速信號，並通過計時模塊52對減速時間進行計時，直至速度下降過程完成。
[0075]第二比較模塊54與計時模塊53及報警模塊分別相連，當進入低速階段時，第一速度值經過預定時間的減速後得到第三速度值，第二速度值經過預定時間的減速後得到第四速度值，第二比較模塊54將第三速度值與第四速度值的差的絕對值與第二預設值進行比較，得到第二比較結果，並發送至報警模塊。
[0076]當進入低速時段時，通過第二比較模塊判斷料車是否出現斷軸現象，當第三速度值與第四速度值的差的絕對值大於第二預設值時，其第二比較結果為指示報警模塊報警。
[0077]優選的，第二預設值為30cm/s，當第三速度值與第四速度值的差的絕對值大於30cm/s時，發送報警信號至報警模塊，報警模塊延時Is後報警。
[0078]進一步的，預定時間可以為10s，由於從開始接收減速信號，至減速完成，時間大約為 10s。
[0079]本實施例通過計算模塊、第一比較模塊、計時模塊及第二比較模塊，實現第一速度值與第二速度值的比較，第三速度值與第四速度值的比較，當滿足報警條件時，控制報警模塊報警，實現了在全程時段、低速時段料車出現斷軸的瞬間，檢測到相應的信號，並控制報警模塊發出警報，避免了料車的失控，保證了生產的安全。
[0080]本實施例公開了一種報警模塊，其結構示意圖如圖6所示，包括:
[0081]報警器61，卷揚停車控制器62。
[0082]報警器61與主控模塊相連，根據第一比較結果和/或第二比較結果發出報警信號。即當減速完成後，存在第二比較結果，此時，根據第一比較結果和第二比較結果發出報警信號；當平穩運行，不進行減速時，根據第一比較結果發出報警信號。
[0083]卷揚停車控制器62與報警器61相連，控制卷揚停止運行。
[0084]當報警器61接收到報警信號，發出警報時，同時控制卷揚停車控制器62，控制卷揚停止運行。
[0085]本實施例公開的報警模塊，通過報警器及卷揚停車控制器共同作用，實現在料車出現斷軸時，發出警報的同時控制卷揚停止運行，避免了料車失控，及機械設備的嚴重損壞，保證了生產的順利進行。
[0086]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0087]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種高爐卷揚保護系統，與主電機相連，其特徵在於，包括: 與所述主電機相連的，由測速發電機提供直流電壓，經處理後發送模擬信號的測速發電機信號發生模塊； 由編碼器提供數位訊號的編碼器供電模塊； 與所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊分別相連的，接收所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊提供的信號，分別對接收的信號進行計算，得到第一速度值和第二速度值，對第一速度值與第二速度值進行比較，並輸出比較結果的主控模塊； 與所述主控模塊相連的，根據所述主控模塊的比較結果發出報警信號的報警模塊。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述測速發電機信號發生模塊包括: 與所述主電機相連的，提供直流電壓信號的測速發電機； 與所述測速發電機相連的，接收所述測速發電機發送的直流電壓信號，並將所述直流電壓信號轉換成模擬電壓信號並輸出的直流整流裝置； 與所述直流整流裝置及主控模塊分別相連的，接收所述直流整流裝置發送的電壓信號，並將所述電壓信號轉換成電流信號並輸出的隔離器。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述編碼器供電模塊包括: 與所述主控模塊相連的，提供電壓信號的絕對值編碼器。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述編碼器供電模塊還包括: 與所述絕對值編碼器及主控模塊分別相連的，實現絕對值編碼器與主控模塊之間信息通訊的PLC PTQ模塊。
5.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，包括:所述絕對值編碼器提供的電壓信號為非格雷碼。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述主控模塊包括: 與所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊分別相連的，接收所述測速發電機信號發生模塊及編碼器供電模塊提供的信號，分別對接收的信號進行計算，得到第一速度值和第二速度值的計算模塊； 與所述計算模塊及報警模塊分別相連的，將第一速度值與第二速度值的差的絕對值與第一預設值進行比較，得到第一比較結果的第一比較模塊。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述主控模塊還包括: 與所述第一比較模塊相連的，對減速時間進行計時的計時模塊； 與所述計時模塊及報警模塊分別相連的，將第三速度值與第四速度值的差的絕對值與第二預設值進行比較，得到第二比較結果並發送的第二比較模塊，其中，第三速度值為第一速度值經預定時間的減速後得到的速度，第四速度值為第二速度值經預定時間的減速後得到的速度。
8.根據權利要求1或7所述的系統，其特徵在於，所述報警模塊包括: 與所述主控模塊相連的，根據第一比較結果和/或第二比較結果發出報警信號的報警器； 與所述報警器相連的，控制卷揚停止運行的卷揚停車控制器。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述報警器為:電鈴或電笛。
10.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，包括:所述第一預設值為70cm/s，第二預設值為 30cm/s。
【文檔編號】B66D1/54GK203754326SQ201420149190
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】陳 峰, 鄭傑, 張海平 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司