環冷機小車自動卸灰控制系統的製作方法
2023-11-11 19:00:47
專利名稱：環冷機小車自動卸灰控制系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於環冷機卸灰技術領域，特別提供了一種環冷機小車自動卸灰控制系
統，可用於燒結環冷機小車自動卸灰，也可用於球團環冷機小車卸灰，還可推廣應用到其它冶金行業自動卸灰。
背景技術：
礦業燒結廠360平燒結機冷卻設備為415平環冷機，環冷機卸灰系統是將環冷工序風箱中存儲的細小燒結料通過蝸頭閥卸到環冷小車上，然後再將環冷小車存放的燒結料運至皮帶上。 環冷機冷卻風道下部有22個灰鬥，每個灰鬥均有一個雙層蝸頭閥，在蝸頭閥下部有一個卸灰環道及一臺裝灰小車，環冷機卸灰系統原設計為手動卸灰，需要卸灰時，全部由崗位在現場手動操作蝸頭閥和卸灰小車。崗位首先要憑經驗判斷哪個灰閥的灰滿，需要卸哪個灰閥的灰，然後將小車開到相應的灰鬥下部，再打開蝸頭閥，灰鬥電動撥杆帶動蝸頭閥進行卸灰。當小車的灰卸滿時，再將小車手動開到下料口 ，下料口附近的軌道撞鐵撞開小車下部閘門，小車開始向皮帶卸灰。每次卸灰時，崗位要來回對小車和蝸頭閥進行操作。此種操作方法隨機性大，崗位勞動強度大，現場作業時間長，不可避免地出現灰鬥內灰滿而未及時卸灰的現象。為擺脫環冷機手動卸灰的落後控制方式，提高現場自動化水平，需要研究環冷機自動卸灰方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種環冷機小車自動卸灰控制系統，實現自動卸灰，代替原來的手動卸灰。 本發明包括接近開關定位、稱重傳感器計重、無線通訊、PLC控制系統，灰鬥下部使用環形卸灰軌道，用於卸灰小車行走定位。採用蝸頭閥卸灰，由電機電動撥杆帶動蝸頭閥進行卸灰，具備遠程卸灰控制迴路。控制方式通過接近開關定位、稱重傳感器計重、無線通訊、PLC控制系統達到環冷小車自動卸灰的目的，確保環冷機卸灰滿足工藝要求，降低崗位勞動強度。 PLC控制系統的開發工具為施耐德UNITY Pro和TwidoSoft編程軟體，人工設定參與放灰灰箱序號和放灰時間間隔，控制系統進行內部計時，到達放灰時間自動驅動小車到達灰箱卸灰位開始放灰，第一個灰鬥放空後驅動小車到達下一個灰鬥繼續放灰，依次進行。當小車儲灰鬥料滿後中斷放灰，小車行駛到卸灰口開始卸灰。灰鬥卸空後繼續運行到中斷位置重新開始放灰。直到全部灰鬥放空完成一個放灰周期，進行下一周期計時。PLC控制系統的功能模塊包括數據採集、數據通訊模塊、智能推算模塊、輸出控制模塊、故障判斷模塊，其控制過程為 a、數據採集通過PLC系統將卸料小車儲灰鬥灰量、小車位置、小車運行數據、灰鬥卸料蝸頭閥運行數據進行採集，並進行處理與判別。
b、數據通訊模塊卸料小車是移動行走設備，為實現數據採集，在小車上安裝一套施奈德Twido系列小型PLC，通過DATALINK公司無線數據機採用無線通訊方式與地面站主控PLC進行數據通訊，滿足主控PLC數據數據採集與控制需要。 c智能推算模塊由於灰鬥未安裝料位檢測裝置，卸灰過程中無法直接判斷灰鬥
是否放空，簡單採用定時放灰方式無法確保灰鬥完全放空，因此通過控制系統實時監測到
的小車儲灰鬥料量變化情況對灰鬥內存料是否防空進行推算，滿足放灰需要。
d、輸出控制模塊結合檢測到的小車實時位置進行灰鬥卸料蝸頭閥進行驅動，同
時與系統內設定的目標位置進行比較，根據具體情況對小車行走方向進行判斷並驅動其運行。 e、故障判斷模塊系統工作過程中，難以避免出現接近開關接觸不到位或損壞情況，此問題也直接影響自動放灰運行。我們採用根據系統內其他接近開關檢測情況，對未檢測到的接近開關形成故障標識，並在上位畫面報警提示，便於操作人員判斷檢修。當此位置正常檢測後，該標識自動消失。 該自動卸灰系統是預先設定卸灰周期，小車的容灰量以及需要卸灰的灰鬥。當到達卸灰時間時，依次對預先設定的灰鬥進行卸灰。小車自動啟動併到達需要卸灰的灰鬥位置，然後開啟蝸頭閥開始卸灰，當該灰鬥的灰放空後，小車將自動運行到下一個需要卸灰的灰鬥位置。當小車灰量達到設定容灰量時，蝸頭閥停止卸灰，小車自動返回到達卸灰口位置開始卸灰，當小車的灰排空後，又自動走車到達灰鬥位置開始卸灰。直到將最後一個灰鬥的灰放空後，小車回到初始位置，完成一個循環周期。當到達下一個循環周期時，又開始自動卸灰。 實現本發明的理論依據一是灰箱結構方式適用於定時放灰，必須裝備接近開關、稱重計量裝置等自動控制系統；二是對於無法安裝料量檢測裝置的灰鬥通過其放料過程對小車儲灰鬥料量影響判斷灰鬥是否放空為放灰自控提供了技術理論；三是自動判斷接近開關是否故障。通過小車運行過程中檢測到的小車位置連續性判斷位置檢測接近開關是否正常為實現小車運行自動控制技術基礎。
本發明的效果是 1)自動控制卸灰降低了操作工人的勞動強度，提高了勞動效率。 2)系統能夠按周期進行自動卸灰，自動判斷灰鬥放空、蝸頭閥關到位，小車灰滿等
信號，並進行小車自動定位和自動回程等操作，及時將灰閥的灰自動卸到皮帶上，防止灰閥
堵塞，降低了崗位勞動強度，減少崗位現場操作時間。 3)當現場蝸頭閥轉換開關及接近開關有問題或信號沒收到時，系統能自動跳躍，繼續其它灰鬥卸灰操作，提高卸灰效率。 4)灰鬥的卸灰模式可以維護、編輯，操作具有較強的靈活性。 5)系統具備自動統計功能，可對每個灰鬥卸灰量多少進行統計，為更好的優化卸灰流程，優化塵產操作提供數據支持。以前環冷機卸灰統計按車進行計算，每班放5-8車灰，但是車內灰多少不能確定，因此每班卸灰量不能量化統計，不能準確掌握環冷機卸灰問題，改造後，能統計出每班卸灰量，便於技術人員了解卸灰過程的動態變化、及時發現處理問題。
圖1為415平環冷機自動卸灰控制框圖。
圖2為網絡通訊圖。
具體實施例方式
圖1 圖2為為本發明的一種具體實施方式
。
1、機械部分 卸料小車運送環冷機風箱中積灰的裝置，為長方體的鐵箱，其大小可根據灰量大小自行設計和加工，上面開口為進灰口，下面安裝四個車輪。為確保小車在電機驅動下沿軌道正常運行，在小車各轉動部位增加了安全設施。 小車軌道為環形，用於環冷小車的行走定位。採用蝸頭閥卸灰，由電機電動撥杆帶動蝸頭閥進行卸灰，具備遠程卸灰控制迴路。 安全設施為了保證小車行走過程中的安全，安裝了聲光報警器時刻提醒旁人小車正在運行請注意安全。對進入環冷機的環道部位進行了封閉管理，並增加了安全警示標
志o 2、電氣系統 為了保證小車動力系統和控制系統的供電穩定性，安裝滑線對小車上安裝的電控設備進行供電。 在卸料車小車側面安裝三個電氣操作箱電氣控制箱、Twindow PLC控制箱、無線通訊控制端。 卸灰蝸頭閥操作箱採用現場安裝方式，操作箱具有轉換開關、接觸器等必要的蝸
頭閥控制電器元件，具備現場操作和PLC遠程控制方式，可實現遠程卸灰。 卸料小車電控箱安裝在卸料小車上，包括操作面板、變頻器等，小車的運行速度可
根據需要進行調整，實現精準定位。具備現場操作和PLC遠程控制方式，可實現遠控運行。
小車行走系統具備制動裝置。 卸料小車安裝稱重傳感器，用以檢測卸料小車儲灰鬥料量。
3、小車定位 實現環冷機自動卸灰，首先要解決卸灰小車的定位問題。接近開關是傳統的定位裝置，為最大限度地降低投資，在灰鬥下部和蝸頭閥撥杆處安裝接近開關，用於小車行走定位和蝸頭閥關到位的位置檢測裝置。
4、控制系統 利用施耐得PLC系統實現對環冷機小車的自動卸灰。在控制室內安裝PLC控制櫃一套，用於卸料蝸頭閥狀態檢測、小車位置檢測以及蝸頭閥卸料控制；在現場卸料小車車體操作箱內安裝一套小型PLC系統，用於小車灰鬥料量檢測、小車運行狀態檢測和小車運行控制。兩套PLC系統通過無線通訊裝置進行數據通訊。編制下位控制軟體和上位監控畫面程序，上位監控畫面程序用於人機互動。不僅可對系統參數進行設置，還可以直觀觀察卸料小車工作情況並具備故障報警和歷史紀錄功能。下位控制軟體根據以上設定內容，按預定程序實現小車自動卸灰。
權利要求
一種環冷機小車自動卸灰控制系統，其特徵在於，包括接近開關定位、稱重傳感器計重、無線通訊、PLC控制系統；灰鬥下部使用環形卸灰軌道，用於卸灰小車行走定位；採用蝸頭閥卸灰，由電機電動撥杆帶動蝸頭閥進行卸灰，具備遠程卸灰控制迴路；通過接近開關定位、稱重傳感器計重、無線通訊、PLC控制系統達到環冷小車自動卸灰的目的，確保環冷機卸灰滿足工藝要求；PLC控制系統開發工具為施耐德UNITY Pro和TwidoSoft編程軟體，人工設定參與放灰灰箱序號和放灰時間間隔，控制系統進行內部計時，到達放灰時間自動驅動小車到達灰箱卸灰位開始放灰，第一個灰鬥放空後驅動小車到達下一個灰鬥繼續放灰，依次進行；當小車儲灰鬥料滿後中斷放灰，小車行駛到卸灰口開始卸灰；灰鬥卸空後繼續運行到中斷位置重新開始放灰；直到全部灰鬥放空完成一個放灰周期，進行下一周期計時。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，PLC控制系統的功能模塊包括數據採集、數據通訊模塊、智能推算模塊、輸出控制模塊、故障判斷模塊；a、 數據採集通過PLC系統將卸料小車儲灰鬥灰量、小車位置、小車運行數據、灰鬥卸料蝸頭閥運行數據進行採集，並進行處理與判別；b、 數據通訊模塊卸料小車是移動行走設備，為實現數據採集，在小車上安裝一套施奈德Twido系列小型PLC，通過DATALINK公司無線數據機採用無線通訊方式與地面站主控PLC進行數據通訊，滿足主控PLC數據數據採集與控制需要；c智能推算模塊由於灰鬥未安裝料位檢測裝置，卸灰過程中無法直接判斷灰鬥是否放空，簡單採用定時放灰方式無法確保灰鬥完全放空，因此通過控制系統實時監測到的小車儲灰鬥料量變化情況對灰鬥內存料是否防空進行推算，滿足放灰需要；d、 輸出控制模塊結合檢測到的小車實時位置進行灰鬥卸料蝸頭閥進行驅動，同時與系統內設定的目標位置進行比較，根據具體情況對小車行走方向進行判斷並驅動其運行；e、 故障判斷模塊根據系統內其他接近開關檢測情況，對未檢測到的接近開關形成故障標識，並在上位畫面報警提示，便於操作人員判斷檢修。
全文摘要
一種環冷機小車自動卸灰控制系統，屬於環冷機卸灰技術領域。包括接近開關定位、稱重傳感器計重、無線通訊、PLC控制系統；灰鬥下部使用環形卸灰軌道，用於卸灰小車行走定位；採用蝸頭閥卸灰，由電機電動撥杆帶動蝸頭閥進行卸灰，具備遠程卸灰控制迴路；通過接近開關定位、稱重傳感器計重、無線通訊、PLC控制系統達到環冷小車自動卸灰的目的，確保環冷機卸灰滿足工藝要求。優點在於，改變了環冷機手動卸灰的運行模式，優化了卸灰流程，提高了工作效率。
文檔編號G05B19/05GK101776394SQ200910243170
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者張雲生, 張立成, 焦光武, 趙偉, 趙國華, 高新洲 申請人:首鋼總公司