搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置的製作方法
2023-06-01 16:15:26 1
專利名稱：搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及煉焦搗固技術領域，特別是涉及一種搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置。
背景技術：
搗固煉焦是近些年來發展起來的新型煉焦技術。搗固煉焦的主要設備一搗固機，由多個錘杆組成，錘杆通過提升輪提升(或者其他提升機構)到一定高度後釋放，做自由落體運動，夯實下部的物料。搗固工作開始後，錘杆落下。錘杆的運動軌跡在一定幅度(提升高度)做上下往復運動的同時，隨著物料的補充，物料層高度的增加，錘杆整體向上運動。搗固工作結束後， 所有錘杆收起，完成一個工作周期。所以，及時了解錘杆的運行狀態，對保證設備安全平穩運行，具有至關重要的作用。現有錘杆運行狀態的檢測方法主要採用檢測輪3來檢測往復運行狀態，用光電或電磁傳感器接近開關4來檢測停車位置。如圖I所示，提升輪組2帶動錘杆I上下往復運動，摩擦帶動檢測輪3轉動，轉動量通過光電電路轉換成行程量，從而判斷錘杆I的每次行程是否符合正常工況。現有錘杆運行位置的檢測方法物料達到規定高度後，錘杆觸發電磁或光電傳感器接近開關4，來斷定錘杆是否達到規定高度位置。由於搗固機使用頻率高，錘杆工作頻率一般是60次/分鐘，所以對錘杆運行狀態及運行位置檢測的要求可靠性高、穩定性好。如果錘杆打滑，提升高度不足，而檢測裝置未能及時檢測出來，輕則會發生物料搗固不實，重則會發生物料掩埋錘杆事故發生，嚴重影響生產。現有的搗固機的棰杆位置檢測方法，主要是通過檢測輪3與錘杆I接觸摩擦來測定，但現有的棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置檢測性能不穩定，當溫度、水、塵等環境發生變化，檢測輪與棰杆之間的摩擦力就會發生變化，或當檢測輪本身機械故障時，都會導致檢測輪不能夠正常工作，產生假警報信號，使得搗固機不能正常工作。
實用新型內容(一 )要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是如何提供一種結構簡單、穩定可靠的搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，包括安裝在每根棰杆的長度方向上的多個無線射頻晶片，固定安裝在搗固機機架上並與所述棰杆位置相對的射頻感應探頭，以及自動控制單元；所述射頻感應探頭在棰杆做上、下往復運動時，不斷地接收到不同棰杆高度的無線射頻晶片發出的數據信號，所述射頻感應探頭將接收到的數據信號傳送給自動控制單元，所述自動控制單元用於將數據信號進行數據處理、數據比對和數據輸出，並同時向搗固機發送控制信號。[0010]其中，所述自動控制單元包括電源電路、數據採集電路、單片機數據處理電路和中央可編程邏輯控制器每個棰杆上的射頻感應探頭分別通過一個數據採集電路與一個單片機數據處理電路連接，每個單片機數據處理電路分別通過數據總線與中央可編程邏輯控制器連接，所述電源電路的輸出端分別與每個單片機數據處理電路連接，用於供電；所述數據採集電路用於暫存射頻感應探頭接收到的數據信號並傳送給單片機數據處理電路，所述單片機數據處理電路將先後接收到的數據信號進行比對後處理，並計算出與其連接的棰杆的位置和運行周期行程，該結果與其內設的決策模式進行比對後輸出；所述中央可編程邏輯控制器將每個單片機數據處理電路的數據匯總後進行處理和存儲，同時可通過人機界面輸出，處理後的數據與其內設的決策模式的數據進行比對後通過第二控制電路將控制信號發送給搗固機。其中，所述自動控制單元還包括狀態指示燈，每個單片機數據處理電路分別與一個狀態指示燈連接，所述單片機數據處理電路將計算出的棰杆的位置和運行周期行程進行處理後，並與其內設的決策模式進行比對後通過第一控制電路控制狀態指示燈顯示出錘杆 的正常、報警、故障的工作狀態，當出現故障時，所述第一控制電路控制搗固機緊急停車。其中，所述自動控制單元還包括復位電路，所述復位電路分別與每個單片機數據處理電路連接，用於對自動控制單元內部的寄存器進行復位。其中，所述自動控制單元還包括自檢電路，所述自檢電路分別與每個單片機數據處理電路連接，用於對整個自動控制單元的所有硬體、程序單元和控制電路進行檢測。其中，每個棰杆所對應的射頻感應探頭設置為多個，分別安裝在機架上與所述棰杆相對應的位置高度。(三)有益效果上述技術方案所提供的一種搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，採用多個無線射頻晶片和射頻感應探頭獲取棰杆位置和運行狀態信號取代了現有的檢測輪裝置，並經自動控制單元處理和比對後用於控制搗固機的搗固工作，該檢測裝置結構簡單、穩定可靠、適應性強，可避免由於工作環境的變化對檢測結果造成的影響；進一步地，每根棰杆分別與一個單片機數據處理電路進行連接，且每個單片機數據處理電路分別通過數據總線與中央可編程邏輯控制器連接，分別實現了單根棰杆進行單獨控制和中央可編程邏輯控制器進行整體控制，實現了故障的可追溯性；進一步地，採用狀態指示燈，可及時提醒棰杆的工作狀態，同時可根據相應的狀態來控制搗固機的搗固工作，避免了發生物料搗固不實和物料掩埋錘杆的事故。
圖I是現有技術的結構示意圖；圖2是本實用新型的檢測裝置的結構示意圖；圖3是本實用新型的檢測裝置的控制原理圖。其中，I、棰杆；2、提升輪組；3、檢測輪；4、電磁傳感器接近開關；5、無線射頻晶片；
6、射頻感應探頭。
具體實施方式
[0023]
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。附圖中的箭頭方向為物料或氣體在系統中的傳送方向。如圖2，本實用新型一種搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，包括安裝在每根棰杆I的長度方向上的多個無線射頻晶片5，固定安裝在搗固機機架上並與所述棰杆I位置相對的射頻感應探頭6，以及自動控制單元；射頻感應探頭6在棰杆做上、下往復運動時，不斷地接收到不同棰杆高度的無線射頻晶片5發出的數據信號，射頻感應探頭6將接收到的數據信號傳送給自動控制單元，自動控制單元將數據信號進行數據處理、數據比對和數據輸出，並同時控制向搗固機發送控制信號。具體為無線射頻晶片5在棰杆I的長度方向上按一定距離分布形成無線射頻晶片組，每個無線射頻晶片5可以代表棰杆I的某一具體的位置，運動的棰杆I經過射頻感應探頭6時，射頻感應探頭6讀出所經過的無線射頻晶片5的數據，隨著棰杆I不斷的上、下往復運動，無線射頻晶片5的數據將被不斷地讀 出；射頻感應探頭6將讀取的無線射頻晶片5的數據信號送到自動控制單元，自動控制單元進行數據處理，並計算出棰杆I當前的運行位置和運行周期行程，處理後的數據與其內設的決策模式的數據進行比對，從而判斷出棰杆工作是否正常，並可將該判斷結果輸出；同時根據比對結果控制外部連接的設備執行具體指令，以實現對搗固工作的運行狀態和運行位置的檢測，以及對搗固機的智能控制。本實施例採用多個無線射頻晶片和射頻感應探頭獲取棰杆位置和運行狀態信號取代了現有的檢測輪裝置，並經自動控制單元處理和比對後用於控制搗固機的搗固工作，該檢測裝置結構簡單、穩定可靠、適應性強，可避免由於工作環境的變化對檢測結果造成的影響。如圖3，本實施例的自動控制單元包括電源電路、數據採集電路、單片機數據處理電路和中央可編程邏輯控制器(簡稱PLC):每個棰杆I上的射頻感應探頭5分別通過一個數據採集電路與一個單片機數據處理電路連接，每個單片機數據處理電路分別通過數據總線與中央可編程邏輯控制器連接，電源電路的輸出端與所述單片機數據處理電路連接，用於供電，設置該獨立的電源電路，可避免電信號受幹擾。數據採集電路用於暫存射頻感應探頭接收到的數據信號並傳送給單片機數據處理電路，單片機數據處理電路將先後接收到的數據信號進行比對後處理，並計算出與其連接的所述棰杆的運行位置和運行狀態，該結果與其內設的決策模式進行比較比對後輸出。為了及時提醒每根棰杆的工作狀態，同時可根據相應的狀態來控制搗固機的搗固工作，以避免發生物料搗固不實和物料掩埋錘杆的事故，本實施例的自動控制單元還包括狀態指示燈，每個單片機數據處理電路分別與一個狀態指示燈連接，該單片機數據處理電路將計算出的棰杆I的位置和運行周期行程進行處理後，並與其內設的決策模式進行比對後通過第一控制電路控制狀態指示燈顯示出錘杆的正常、報警、故障的工作狀態，當出現故障時，第一控制電路控制搗固機緊急停車。中央可編程邏輯控制器將每個單片機數據處理電路的數據匯總後進行處理和存儲，同時可通過人機界面進行輸出，處理後的數據與其內設的決策模式的數據進行比對後通過第二控制電路將控制信號發送給搗固機。中央可編程邏輯控制器將每個單片機數據處理電路處理後的數據匯總和處理後得出的每根棰杆I的運行位置和運行周期行程與預設的棰杆位置高度相比較，當運行位置高度信息不一致時，中央可編程邏輯控制器通過第二控制電路控制搗固機調節給煤量，使得煤餅高度達到預設的高度，從而使得搗固機搗固煤餅高度均勻、平穩，提高搗固質量；若每根棰杆I的運行位置高度信息長時間不能夠一致，則表明煤餅搗固的高度不均勻，中央可編程邏輯控制器通過第二控制電路向煤機設備和搗固機發出緊急停車信號。同時，中央可編程邏輯控制器可存儲接收到的數據信號和處理後的數據，並可根據所存儲的數據對搗固機的性能變化做出及時的分析和判斷，實現 了搗固機的信息化和智能化。本實施例採用每根棰杆I通過一個單片機數據處理電路進行連接，且每個單片機數據處理電路分別通過數據總線與中央可編程邏輯控制器連接，可分別實現了單根棰杆單獨控制和中央可編程邏輯控制器進行整體控制，實現了故障的可追溯性。進一步地，為了避免寄存器狀態未知，防止頻率不穩及晶振停振現象，本實施例的自動控制單元還包括復位電路，該復位電路分別與每個單片機數據處理電路連接，用於對自動控制單元內部的寄存器進行復位，以使得自動控制單元的內、外部時鐘信號同步。進一步地，為了確保搗固機無故障運行，本實施例的自動控制單元還包括自檢電路，該自檢電路分別與每個單片機數據處理電路連接，用於對整個自動控制單元的所有硬體、程序單元和控制電路進行檢測。進一步地，為了提高整個檢測裝置的可靠性，無線射頻晶片5、射頻感應探頭6可以採用冗餘設計，即可以採用多組同時使用的方式，並設計相應的控制單元。具體為每個棰杆I所對應的射頻感應探頭6可設置為多個,分別安裝在機架上與該棰杆I相對應的位置高度。具體過程為，與該棰杆I所對應的多個射頻感應探頭6同時進行工作，當其中一個受到損壞而不能工作時，只要其中一個射頻感應探頭6能正常工作均不會影響該棰杆I的數據採集工作。上述的技術方案所提供的一種搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置具有以下優點環境適應性好，採用非接觸式檢測技術，不受溫度變化、水汽、粉塵等惡劣環境的影響；無機械運動部件，結構簡單，工作穩定可靠；採用電路模塊化設計，維護保養簡單方便快捷；系統帶自檢功能，檢查保養無需人工參與；功能強大，同時測量出行程和位置，集狀態檢測與位置檢測於一身；可以判斷給料機的工作情況，通過檢測出每支搗固錘杆的具體位置，判斷搗固機組的整體工作狀態，從而判斷出具體某個給料機的工作情況；隨時控制給煤機工作，防止搗固過程中出現煤餅高低不平；採用多冗餘設計以進一步提高系統可靠性。此外，本實用新型也可以用在相同或類似設備的運動狀態檢測。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，其特徵在於，包括安裝在每根棰杆的長度方向上的多個無線射頻晶片，固定安裝在搗固機機架上並與所述棰杆位置相對的射頻感應探頭，以及自動控制單元；所述射頻感應探頭在棰杆做上、下往復運動時，不斷地接收到不同棰杆高度的無線射頻晶片發出的數據信號，所述射頻感應探頭將接收到的數據信號傳送給自動控制單元，所述自動控制單元用於將數據信號進行數據處理、數據比對和數據輸出，並同時向搗固機發送控制信號。
2.如權利要求I所述的搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，其特徵在於，所述自動控制單元包括電源電路、數據採集電路、單片機數據處理電路和中央可編程邏輯控制器每個棰杆上的射頻感應探頭分別通過一個數據採集電路與一個單片機數據處理電路連接，每個單片機數據處理電路分別通過數據總線與中央可編程邏輯控制器連接，所述電源電路的輸出端分別與每個單片機數據處理電路連接，用於供電； 所述數據採集電路用於暫存射頻感應探頭接收到的數據信號並傳送給單片機數據處理電路，所述單片機數據處理電路將先後接收到的數據信號進行比對後處理，並計算出與其連接的棰杆的運行位置和運行周期行程，該結果與其內設的決策模式進行比對後輸出； 所述中央可編程邏輯控制器將每個單片機數據處理電路的數據匯總後進行處理和存儲，同時可通過人機界面輸出，處理後的數據與其內設的決策模式的數據進行比對後通過第二控制電路將控制信號發送給搗固機。
3.如權利要求2所述的搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，其特徵在於，所述自動控制單元還包括狀態指示燈，每個單片機數據處理電路分別與一個狀態指示燈連接，所述單片機數據處理電路將計算出的棰杆的運行位置和運行周期行程進行處理後，並與其內設的決策模式進行比對後通過第一控制電路控制狀態指示燈顯示出錘杆的正常、報警、故障的工作狀態，當出現故障時，所述第一控制電路控制搗固機緊急停車。
4.如權利要求2所述的搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，其特徵在於，所述自動控制單元還包括復位電路，所述復位電路分別與每個單片機數據處理電路連接，用於對自動控制單元內部的寄存器進行復位。
5.如權利要求2所述的搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，其特徵在於，所述自動控制單元還包括自檢電路，所述自檢電路分別與每個單片機數據處理電路連接，用於對整個自動控制單元的所有硬體、程序單元和控制電路進行檢測。
6.如權利要求I所述的搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，其特徵在於，每個棰杆所對應的射頻感應探頭設置為多個，分別安裝在機架上與所述棰杆相對應的位置高度。
專利摘要本實用新型涉及煉焦搗固技術領域，公開了一種搗固機棰杆運行狀態和運行位置的檢測裝置，該檢測裝置包括安裝在每根棰杆的長度方向上的多個無線射頻晶片，固定安裝在搗固機機架上並與所述棰杆位置相對的射頻感應探頭，以及自動控制單元；所述射頻感應探頭在棰杆做上、下往復運動時，不斷地接收到不同棰杆高度的無線射頻晶片發出的數據信號，所述射頻感應探頭將接收到的數據信號傳送給自動控制單元，所述自動控制單元用於將數據信號進行數據處理、數據比對和數據輸出，並同時向搗固機發送控制信號。本實用新型結構簡單、穩定可靠、適應性強，可避免工作環境的變化對檢測結果造成的影響，並可及時檢測錘杆的工作狀態。
文檔編號C10B41/00GK202543143SQ20122011514
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者王利民 申請人:北京中衡國通能源科技有限責任公司