高爐液壓站監控保護系統的製作方法

2023-04-27 03:19:21 1

專利名稱：高爐液壓站監控保護系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於液壓站控制和保護領域，特別涉及液壓站監控保護系統。
背景技術：
液壓傳動在高爐冶煉的許多子系統中廣泛應用。液壓站是用於控制和驅動高爐生產所必須的液壓設備的動力源和控制中樞，其運行狀態的好壞直接影響到高爐的生產。液壓站一旦出現問題，將造成液壓設備動作異常，進而導致整個生產系統的癱瘓，給企業造成巨大的經濟損失。因此，對高爐生產環節中的液壓站進行必要的監控和保護非常重要。目前，在對液壓站運行參數的監控上，都是對液位、油溫、油壓、泵運行故障等關鍵參數進行上位機監視或就地儀表顯示。由於對液壓站運行參數的變化缺乏實時有效的分析，液壓站控制系統無法及時預知液壓傳動系統的劣化趨勢和故障信息，從而無法滿足高爐連續生產過程所要求的預防維修的要求。因此，一種能夠對液壓站的運行參數進行有效監控，將監控參數的異常變化和液壓站的保護結合起來的液壓站監控保護系統及其控制方法應運而生。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高爐液壓站監控保護系統，實現液壓站系統運行參數自動檢測、數據自動處理、設備自動保護功能，維持液壓站的穩定與安全。本實用新型所採用的技術方案是一種高爐液壓站監控保護系統，其特徵在於它包括可編程邏輯控制器PLC、監控計算機、帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置；帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置分別與PLC連接，PLC與監控計算機連接；其中信號採集裝置採集的信號由PLC傳遞給監控計算機，監控計算機根據信號採集裝置的信號發出控制指令經PLC控制加熱器、冷卻器和液壓泵。按上述方案，所述的信號採集裝置包括油位檢測裝置、油溫檢測裝置、油壓檢測裝置和濾油器堵塞檢測裝置。按上述方案，所述的油溫檢測裝置選用熱電阻。按上述方案，所述的油壓檢測裝置選用電子壓力繼電器。按上述方案，所述的油位檢測裝置包括液位開關和磁致伸縮液位傳感器，其中液位開關產生控制連鎖信號，磁致伸縮液位傳感器採集液位的監視數據。本實用新型的有益效果為緊密結合液壓站系統的自身特點，選取關鍵參數予以實時監控，對監控參數進行自動處理，實現了液壓站的設備自動保護，擁有很強的預警和故障處理能力，保證了液壓系統的穩定和安全。

圖I為本實用新型的結構示意圖。[0012]圖2為本實用新型一實施例的控制流程圖。
具體實施方式
圖I為本發明的硬體結構框圖，包括可編程邏輯控制器PLC、監控計算機、帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置；帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置分別與PLC連接，PLC與監控計算機連接；其中信號採集裝置採集的信號由PLC傳遞給監控計算機，監控計算機根據信號採集裝置的信號發出控制指令經PLC控制加熱器、冷卻器和液壓泵。信號採集裝置包括油位檢測裝置、油溫檢測裝置、油壓檢測裝置和濾油器堵塞檢測裝置。本實施例中，油溫檢測裝置選用熱電阻；油壓檢測裝置選用電子壓力繼電器；油位檢測裝置包括液位開關和磁致伸縮液位傳感器，其中液位開關產生控制連鎖信號，磁致伸縮液位傳感器採集液位的監視數據。一種高爐液壓站監控保護方法如圖2所示，它包括以下步驟I)實時檢測實時溫度值、實時油位值、實時油壓值、過濾器堵塞信號、液壓泵電源故障信號，電機保護器故障信號；2)預設溫度指標、油位指標和油壓指標；溫度指標有溫度高高值、溫度高值、溫度低值、溫度低低值、加熱器停機溫度值和冷卻器停機溫度值；油位指標有油位高值和油位低值；油壓指標有油壓高值和油壓低值；3)當實時溫度值高於溫度高值，或實時溫度值低於油溫低值，或實時油壓值高於油壓高值，或出現濾油器堵塞信號時，系統將發出報警；4)當實時溫度值高於溫度高高值或低於溫度低低值時，停止液壓泵；當實時油位值低於油位低值時，停止液壓泵；當實時油壓值連續20秒低於油壓低值時，停止液壓泵；當出現液壓泵電源故障信號或電機保護器故障信號時，備用液壓泵自投；當實時溫度值低於溫度低值時，啟動加熱器；當實時溫度值高於加熱器停機溫度值時，關閉加熱器；當實時溫度值高於溫度高值時開冷卻器；當實時溫度值低於冷卻器停機溫度值時，關冷卻器；5)當停止液壓泵時，記錄停機原因。下面結合圖I和圖2，詳細介紹液壓站監控保護系統的設計和控制方法。( I)關鍵參數的選取和檢測系統單元設計液壓站中的高油溫會嚴重影響液壓油的壽命，低油溫會造成油泵吸空、阻損加大，油溫的變化不僅反應了整個系統的工作效率和運行質量的的變化，還與液壓油的壽命有著密切的關係，故測溫傳感器採用熱電阻，既保證測量精度又保證動態響應性。液壓站油位應該保持在一個正常油位，長期低油位運行，將對油箱、油泵、液壓電磁閥、液壓油產生惡劣影響。故該信號採用液位開關作為控制連鎖信號，採用磁致伸縮液位傳感器作為液位的監視數據。液壓站油壓應該保持在一個正常油壓，若油壓過低，說明液壓系統可能存在漏油現象；油壓過高，對液壓管路以及液壓油缸都會有一定的損傷。故液壓信號採用電子壓力繼電器，送出兩路數字量信號和一路模擬量信號。[0029]液壓站的油路應該保持相對潔淨，故需要引入濾油器堵塞檢測裝置，採用壓差檢測的方式來檢測濾油的濾芯是否堵塞。液壓站的油泵、加熱器、冷卻器是液壓站的重要設備，其中，液壓泵是動力之源，價格昂貴，對其保護應該是重中之重，因此，液壓泵電機電源信號、運行信號、電流信號、電機保護器的診斷信號都應該選定為重要的監控參數。(2)監控指標的分析與確定本實例中，監控指標需要確定以下5個指標和相關溫度的報警及設備動作連鎖值；和油位相關的報警及動作連鎖值，和油壓相關的報警及動作連鎖值，和濾油器堵塞相關的報警值，和液壓泵電機等設備相關的故障報警值。液壓站的液壓油的最佳工作溫度為20_50°C。故油溫高高值定為55°C，油溫高值定為50°C，油溫低值定為20°C，油溫低低值定為15°C，加熱器停機溫度值定為35°C，冷卻器停機溫度定為35°C。 爐頂液壓站單個設備的正常工作的油壓為15MPa。油壓高值定為18MPa，油壓低值定為14. 8MPa、持續20秒，S卩如果在20秒內，系統的實時油壓值仍小於油壓低值，則可以認定系統因油路洩露或油泵機械故障造成液壓系統油壓低。爐頂液壓站的油箱高度為80cm，結合油箱體積和液壓管路實際情況，液壓高油位開關安裝在60cm的高度，補油位的開關安裝在35cm的高度，低油位的開關安裝在30cm的高度。低油位信號是一個重要的連鎖信號，低油位的安裝位置一定要高於液壓泵進油口的高度。為了保證液壓油的正常過濾，濾油器應工作在濾芯壓差不大於O. 30MPa的工作環境下，故循環過濾器的堵塞定為壓差大於O. 30Mpa。液壓泵的電機功率為22KW，其正常工作的電流為41A，通過電機保護器對該電機進行必要的綜合保護。(3)液壓站的安全保護策略第一，溫度、壓力、油位、濾油器堵塞報警策略。當出現油溫高、油溫低、油壓高或濾油器堵塞信號時，系統將給予報警，提醒工作人員液壓站的系統處於非正常狀態，需要進行必要的維檢；當出現油溫高高、油溫低低、油壓低、油位低或電機保護器故障信號，給予報警並連鎖停機。第二，使用加熱器、冷卻器的溫度自動調節的保護策略。當出現油溫低信號，則啟動加熱器；當油溫大於加熱器停機連鎖溫度後，則停止加熱器；當出現油溫高信號，則啟動冷卻器；當油溫小於冷卻器停機連鎖溫度後，則停止冷卻器。通過加熱器和冷卻器的自動控制，可以調節油溫在正常工作的油溫範圍內。第三，液壓泵安全控制策略，作為液壓站的核心部件，液壓泵啟動和運行與液壓站的油溫、油壓、油位等信號連鎖，即當出現油溫高、油溫低、油壓低、油位低或電機保護器故障信號時，液壓泵必須停止運行且無法啟動，並記錄停機原因。當工作泵出現電氣故障或電機保護器故障時，備用立即投入運行，以保證液壓站系統的正常無間斷工作。綜上，本發明提出的液壓站監控保護系統和方法，在深入剖析液壓站重要運行參數特性的前提下，完成了重要檢測值檢測系統的設計和監控指標的確定，將液壓站各個設備的動作邏輯與自動處理的實時參數緊密結合，保證了液壓站的可靠運行和提前預警。
權利要求1.ー種高爐液壓站監控保護系統，其特徵在於它包括可編程邏輯控制器PLC、監控計算機、帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置；帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置分別與PLC連接，PLC與監控計算機連接；其中信號採集裝置採集的信號由PLC傳遞給監控計算機，監控計算機根據信號採集裝置的信號發出控制指令經PLC控制加熱器、冷卻器和液壓泵。
2.根據權利要求I所述的高爐液壓站監控保護系統，其特徵在於所述的信號採集裝置包括油位檢測裝置、油溫檢測裝置、油壓檢測裝置和濾油器堵塞檢測裝置。
3.根據權利要求2所述的高爐液壓站監控保護系統，其特徵在於所述的油溫檢測裝置選用熱電阻。
4.根據權利要求2所述的高爐液壓站監控保護系統，其特徵在於所述的油壓檢測裝置選用電子壓カ繼電器。
5.根據權利要求2所述的高爐液壓站監控保護系統，其特徵在於所述的油位檢測裝置包括液位開關和磁致伸縮液位傳感器，其中液位開關產生控制連鎖信號，磁致伸縮液位傳感器採集液位的監視數據。
專利摘要本實用新型提供一種高爐液壓站監控保護系統，其特徵在於它包括可編程邏輯控制器PLC、監控計算機、帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置；帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號採集裝置分別與PLC連接，PLC與監控計算機連接；其中信號採集裝置採集的信號由PLC傳遞給監控計算機，監控計算機根據信號採集裝置的信號發出控制指令經PLC控制加熱器、冷卻器和液壓泵。本實用新型緊密結合液壓站系統的自身特點，選取關鍵參數予以實時監控，對監控參數進行自動處理，實現了液壓站的設備自動保護，擁有很強的預警和故障處理能力，保證了液壓系統的穩定和安全。
文檔編號C21B7/24GK202612056SQ201220135179
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者馬智慧 申請人:中冶南方工程技術有限公司