一種用于爐窯自動(dòng)上料裝置及控制方法專利技術(shù)交底書(shū)

技術(shù)交底書(shū)1、名稱一種用于爐窯自動(dòng)上料裝置及控制方法2、所屬技術(shù)領(lǐng)域電氣控制3、現(xiàn)有技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中，上料系統(tǒng)是爐窯不可缺少的部分，爐窯上料的形式主要有料車卷?yè)P(yáng)上料和傳輸帶上料兩鐘。卷?yè)P(yáng)料車上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊奏、占地面積小，在用較普遍。其工作流程為：?jiǎn)?dòng)載料小車的上升信號(hào)后，卷?yè)P(yáng)電機(jī)控制載料小車低速運(yùn)行約5s,載料小車上升速度由低速變高速，到頂前約5s載料小車速度由高速變低速，載料小車到頂卸料時(shí)間約6s；返程到底3s后開(kāi)始啟動(dòng)混料皮帶下料，料滿后開(kāi)始第二個(gè)周期過(guò)程。傳統(tǒng)爐窯上料電控系統(tǒng)由凸輪控制器、plc、變頻器以及傳感器構(gòu)成。在實(shí)際運(yùn)行中存在如下問(wèn)題，在上料時(shí)采用行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行位置檢測(cè)，依靠凸輪控制器控制運(yùn)行，在灰塵多的石灰生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，高濃度的灰塵往往造成主令開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)閉合后接觸不良；機(jī)械部分長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，造成機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分損壞，常導(dǎo)致上料小車失速脫軌、坐底、入窯等事故，輕則損毀設(shè)備、影響產(chǎn)量，重則造成人身傷；另系統(tǒng)采用超聲波和雷達(dá)料位計(jì)監(jiān)控爐窯內(nèi)部料位雖可做到測(cè)量精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。但在實(shí)際使用過(guò)程中常遇到噪聲、電網(wǎng)電壓波動(dòng)、大功率電機(jī)啟停、電磁感應(yīng)以及突然斷電、輸入線等干擾，致使料位儀在程序執(zhí)行過(guò)程中失控。為了提高料位檢測(cè)質(zhì)量，需在硬件上采取抗干擾措施，各信號(hào)線加光電隔離，控制箱加抗干擾抑制器，又相應(yīng)增加了投資。4、發(fā)明的目的采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)爐窯原料進(jìn)料的稱量、裝料、上料、布料、料位檢測(cè)進(jìn)行自動(dòng)控制，確保爐窯上料安全順行。o5、技術(shù)方案爐窯石灰石上料（見(jiàn)圖4上料示意圖）由稱量料斗WT101、卷?yè)P(yáng)機(jī)M103、料倉(cāng)、旋轉(zhuǎn)布料器EV130、料盅EV122、料位探尺儀M140,二個(gè)液動(dòng)閘門(mén)EV101、EV121組成，控制主要有卷?yè)P(yáng)機(jī)M103的控制、旋轉(zhuǎn)布料器EV130的控制、料位探尺M(jìn)140控制三部分組成。5.1卷?yè)P(yáng)機(jī)的控制小車運(yùn)行軌跡上設(shè)置超低位見(jiàn)圖4ZSLL112，下停車位ZSL111，下減速位ZSL115（圖1小車定位智能主令控制器發(fā)出），上減速位ZSH116（圖1小車定位智能主令控制器發(fā)出），高停車位ZSH113以及超高限位ZSHH113。卷?yè)P(yáng)啟動(dòng)時(shí)以40HZ的頻率上升直至上減速位ZSH116自動(dòng)減速至10HZ至高停車ZSH113位停止，延時(shí)10秒左右使車內(nèi)的料倒完，接著小車自動(dòng)以40HZ的速度下降至下減速位ZSL115速度頻率降至10HZ直至下停車位ZSL111。小車定位檢測(cè)由現(xiàn)場(chǎng)變送單元、連接電纜等主要部件組成?，F(xiàn)場(chǎng)變送單元結(jié)構(gòu)由機(jī)座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)編碼器組成;現(xiàn)場(chǎng)變送單元安裝在現(xiàn)場(chǎng)，與受控設(shè)備（小車卷?yè)P(yáng)電機(jī)）傳動(dòng)軸鋼性連接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器和連接電纜將現(xiàn)場(chǎng)小車位置信號(hào)送至主控單元，主控單元結(jié)構(gòu)由可編程控制器、輸出繼電器、控制電源等組成，主控單元與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變送單元通過(guò)連接電纜連接，共同組成智能主令控制器,如圖1所示。通過(guò)旋轉(zhuǎn)在主令工作時(shí)，由受控設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變送單元的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)編碼器一起旋轉(zhuǎn)，編碼器產(chǎn)生一系列位置碼并送到可編程序（plc）的輸入端，在）lc內(nèi)部進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，同時(shí)與操作面板中可調(diào)的設(shè)定參數(shù)相比較，分別在ZSH116（圖4）、ZSL115（圖4）二個(gè)位置發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，也就是給定10HZ頻率（相當(dāng)于8MA）,送變頻器AI2端口見(jiàn)圖1.1,進(jìn)而達(dá)到控制卷?yè)P(yáng)馬達(dá)減速目的，直至停車位停下。5.2旋轉(zhuǎn)布料器的控制。旋轉(zhuǎn)布料器的轉(zhuǎn)動(dòng)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)布料器向窯內(nèi)卸料有6個(gè)不同的位置見(jiàn)圖2，由6個(gè)接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，每一個(gè)位置與下一個(gè)位置成60度,每個(gè)加料周期相當(dāng)于向料車和旋轉(zhuǎn)布料器加六斗料量，共15t（即在窯內(nèi)鋪了一層料）。旋轉(zhuǎn)布料器首次向窯內(nèi)加料的第一個(gè)位置ZS131與料車卸到旋轉(zhuǎn)料斗的位置相同，料車將第二斗料卸到旋轉(zhuǎn)布料器內(nèi)EV130后，旋轉(zhuǎn)布料器便轉(zhuǎn)到下一個(gè)位置ZS132向窯內(nèi)加料，加料完后旋轉(zhuǎn)布料器便正轉(zhuǎn)300度轉(zhuǎn)到ZS131位置,待第三斗料卸到旋轉(zhuǎn)布料器內(nèi)EV130后，旋轉(zhuǎn)布料器便轉(zhuǎn)到下一個(gè)位置ZS133向窯內(nèi)加料，加料完后旋轉(zhuǎn)布料器便正轉(zhuǎn)240度轉(zhuǎn)到ZS131位置待第四斗料車卸料。同理第五斗和第六斗卸料原理一致。也就是料車向旋轉(zhuǎn)布料器卸料位置總是第一個(gè)加料位置，每加一斗料，由計(jì)數(shù)器和存儲(chǔ)設(shè)備將其記錄下來(lái)。在將旋轉(zhuǎn)布料器中的第六斗料卸到窯內(nèi)之后，整個(gè)加料系統(tǒng)須等待料位探測(cè)器M140發(fā)出新的加料周期指令，等待過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)布料器、料車以及稱量料斗均應(yīng)保持滿料。5.3.料位探尺控制窯頂設(shè)料位探測(cè)器M140（行程0?1.4m），其料位通過(guò)卷?yè)P(yáng)上的主令控制器顯示和控制。加完一批料后，料位探測(cè)器的重錘放下，當(dāng)探到大于1.4m見(jiàn)圖3L處，圖4ZSL141燈亮主令給出低料信號(hào)，料位探測(cè)器的重錘提起繼續(xù)加料一次；當(dāng)探到小于1.4m圖3H處，重錘落在料面上不提起，此時(shí)松繩信號(hào)（見(jiàn)圖3SW3）給出，圖4ZSH142燈亮主令給出高料位信號(hào)通知卷?yè)P(yáng)小車停止上料，隨著窯底出料，料面下降，當(dāng)鋼絲繩繃緊時(shí)松繩開(kāi)關(guān)通知卷?yè)P(yáng)繼續(xù)放繩，至再次松繩。這樣循環(huán)直到至滿行程，主令給出低料位L信號(hào)，此時(shí)料位探測(cè)器的重錘提起至0米圖3HH處，圖4ZSHH141燈亮允許系統(tǒng)加料，見(jiàn)圖3。整個(gè)料位探尺控制原理見(jiàn)圖3.1,圖3.2.另圖3.1SW1高高料位開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)圖3HH0米高高料位；圖3.1SW2低料位開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)圖3L1.4米低料位；圖3.1SW3繩松開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)圖3H0-1.4米高料位。6、有益效果采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)爐窯原料進(jìn)料的稱量、裝料、上料、布料、料位檢測(cè)進(jìn)行自動(dòng)控制，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，用PLC程序和無(wú)觸點(diǎn)編碼器代替機(jī)械凸輪觸點(diǎn)的邏輯動(dòng)作使運(yùn)行更加可靠,料位計(jì)故障率為零，實(shí)現(xiàn)了料位的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確檢測(cè)，并能及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)出超限警報(bào)信號(hào)，提高了爐窯的產(chǎn)能，經(jīng)濟(jì)效益顯著。7、圖面說(shuō)明小車定位變頻調(diào)速裝置廠Lr-IIIIn;主電機(jī)變頻器一中央控制器圖1卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)圖11:rL\\.廣、]_JPF」L].LI+仇L：LL：SVVVF(ATV71HD30N4)4：?,/-I--I□■'■□:-I：圖1.1卷?yè)P(yáng)電機(jī)變頻器控制圖料車加料位置ZS133圖2旋轉(zhuǎn)布料器6點(diǎn)分布圖

圖3料位探尺控制圖j:j:B，卜呵H.-.0圖3.1料位探尺控制電氣原理圖LlLlL3L3CL\弋\L__L21L3_LIEL：?2L3=KT匚□?、■1YQ1■■■,YQ\YQ1￥QZYQ2\YQ>x圖3.2料位探尺控制電氣主回路原理圖「嚴(yán)L二OZSLL112OEVH1E1EVL1=.QEVHPP圖4爐窯上料工藝流程圖8、實(shí)施例a.1爐窯自動(dòng)上料可選擇自動(dòng)循環(huán)或手動(dòng)循環(huán)模式。如果選擇了自動(dòng)循環(huán)，將會(huì)通過(guò)點(diǎn)擊上位機(jī)屏幕上的相應(yīng)鍵自動(dòng)啟動(dòng)/停止。如果選擇手動(dòng)模式，操作人員將啟動(dòng)每個(gè)馬達(dá)/或給每個(gè)電磁閥通電，注意互鎖。a.2在啟動(dòng)石灰石裝料系統(tǒng)前稱量斗將預(yù)先用40－80mm的合適的石灰石裝料。石灰石稱量斗的低重觸點(diǎn)信號(hào)WAL101將啟動(dòng)石灰石篩分供料系統(tǒng)給稱量斗供料。當(dāng)稱量斗裝滿時(shí)，稱量高限信號(hào)WAH101將停止向稱量斗供料。a.3石灰石裝料循環(huán)是通過(guò)窯內(nèi)低料位信號(hào)ZSL141來(lái)啟動(dòng)的。a.4料位儀M140移動(dòng)到頂端位置ZSHH141,進(jìn)入到保護(hù)套管。在整個(gè)裝料循環(huán)期間，料位探測(cè)棒將保持在這個(gè)位置。a.5啟動(dòng)石灰石裝到料車的允許信號(hào)是來(lái)自下列觸點(diǎn)信號(hào)出現(xiàn)之后ZSL111－料車底部限位開(kāi)關(guān)，料車一定是空的EVL121－石灰窯裝料密封閘門(mén)關(guān)限位EVL122－石灰窯小鐘關(guān)閉限位EVL101－石灰石稱量斗出口門(mén)關(guān)限位WAHH101－石灰石稱量斗裝到位信號(hào)ZS131－旋轉(zhuǎn)布料器的橫梁到達(dá)第一個(gè)裝料位置a.6沒(méi)有下列報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，允許信號(hào)可以啟動(dòng)向料車裝石灰石的順序。ZSH117－料車鋼絲繩松弛限位。a.7通過(guò)液壓電磁閥EV101打開(kāi)石灰石稱量斗的門(mén)。限位開(kāi)關(guān)EVH101指示完全打開(kāi)。a.8向料車中卸石灰石要等3分鐘，這在定時(shí)器頁(yè)面可調(diào)整。a.9石灰石稱量斗閥門(mén)通過(guò)液壓電磁閥EV101來(lái)關(guān)閉。限位開(kāi)關(guān)ZSL101指示完全關(guān)閉。a.10石灰石稱量斗準(zhǔn)備再次被裝料，當(dāng)WAL101信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，將激活

石灰石的篩分供料系統(tǒng)，直到完全裝滿出現(xiàn)WAH101信號(hào)。a.ll通過(guò)電磁閥EV121打開(kāi)窯頂裝料密封閘門(mén)，限位開(kāi)關(guān)EVH121指示完全開(kāi)到位。a.12通過(guò)變頻器控制用低速來(lái)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)M103a.13大約10秒鐘之后，通過(guò)變頻器控制，M103開(kāi)始由低速向高速增加,切換時(shí)間可以通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上的相應(yīng)鍵調(diào)整。a.14當(dāng)料車到達(dá)位置ZSH116時(shí)，M103由高速切換到低速。a.15當(dāng)?shù)退龠\(yùn)行的料車到達(dá)位置ZSH113時(shí)，將被停止。a.16向窯頂料倉(cāng)卸下石灰石的等待時(shí)間：10秒，可通過(guò)鍵盤(pán)在定時(shí)器頁(yè)面進(jìn)行調(diào)整a.17通過(guò)變頻器控制，M1703將以低速開(kāi)始下降.a.18大約10秒鐘之后，通過(guò)變頻器，M103開(kāi)始由低速向高速增加,切換時(shí)間可以通過(guò)鍵盤(pán)調(diào)整。a.19大約10秒鐘之后，通過(guò)電磁閥EV121關(guān)閉裝料密封閘門(mén)。限位開(kāi)關(guān)ZSL121可指示完全關(guān)到位a.20當(dāng)料車已經(jīng)到達(dá)位置ZSL115,M103由高速切換到低速a.21料車以低速下行，當(dāng)?shù)竭_(dá)限位開(kāi)關(guān)ZSL111位置時(shí)，將停止M703.a.22在料車的運(yùn)行時(shí)間里，稱量斗同時(shí)又用石灰石進(jìn)行裝料。稱量斗的低重信號(hào)WAL101將啟動(dòng)篩分、供料系統(tǒng)，同樣稱量斗的高重信號(hào)WAH101將停止該系統(tǒng)。a.23允許信號(hào)EVL121表示石灰窯裝料密封閘門(mén)關(guān)閉，通過(guò)電磁閥EV122打開(kāi)石灰窯小鐘。通過(guò)限位開(kāi)關(guān)EVH122指示出完全開(kāi)到位。a.24從窯頂旋轉(zhuǎn)布料器向窯內(nèi)卸料的等待時(shí)間20S，可通過(guò)鍵盤(pán)調(diào)整。第一車應(yīng)卸在相應(yīng)的限位開(kāi)關(guān)ZS131處。a.25通過(guò)EV122關(guān)閉石灰窯的小鐘。通過(guò)限位開(kāi)關(guān)EVL122來(lái)指示完全鎖閉。a.26通過(guò)電磁閥EV130定位旋轉(zhuǎn)布料器，直到相應(yīng)限位開(kāi)關(guān)ZS132的第二個(gè)卸料位置。a.27第二車像前面所描述的以同樣的順序和互鎖關(guān)系被裝到石灰窯。每一次向石灰窯的裝料，旋轉(zhuǎn)布料器都將通過(guò)電磁閥EV130分布在下一個(gè)相應(yīng)于6個(gè)限位開(kāi)關(guān)ZS131~ZS136的位置。a.28在進(jìn)行6次裝料之后，旋轉(zhuǎn)布料器將再一次被定位在第一個(gè)卸料位置，相應(yīng)的限位開(kāi)關(guān)ZS131。在開(kāi)始一個(gè)完整的6批裝料循環(huán)之前，料位探測(cè)儀M140對(duì)窯內(nèi)料位進(jìn)行檢測(cè)。a.29向下啟動(dòng)M140,降下探測(cè)棒。如果在整個(gè)下降階段，松繩開(kāi)關(guān)ZSH142沒(méi)有反應(yīng)，這意味著探測(cè)棒沒(méi)有碰到石灰石，因此窯內(nèi)石灰石料位仍很低。a.30向上啟動(dòng)M740,提升探測(cè)棒，直到限位開(kāi)關(guān)ZSHH141所指示的停止位置。a.31探測(cè)棒上升到位置ZSHH141后，系統(tǒng)準(zhǔn)備再次向窯內(nèi)裝6料車石灰石，然后再用料位儀M140測(cè)量