基于plc的高溫爐窯料位檢測(cè)裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)裝置及控制方法，具體說涉及一種高溫爐窯料位檢測(cè)裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]爐窯料位檢測(cè)裝置是石灰豎窯的主要設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于冶金、有色金屬等行業(yè)。該設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，它能否正常運(yùn)行直接影響豎窯爐況、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)的檢測(cè)裝置主要由電動(dòng)機(jī)一減速器組件、失重機(jī)構(gòu)、重錘、鋼絲繩以及電控部分組成。電控部分主要由絲桿箱和電控箱組成。絲桿箱安裝在電動(dòng)機(jī)一減速器組件固定支架上，絲桿箱內(nèi)有二個(gè)接近開關(guān)和銅滑令組件，該絲桿箱與電動(dòng)機(jī)一減速器組件有主從關(guān)系，電動(dòng)機(jī)一減速器組件正轉(zhuǎn)，絲桿箱內(nèi)銅滑令組件也正向運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)一減速器組件反轉(zhuǎn)，絲桿箱內(nèi)銅滑令組件反向運(yùn)行(見圖1)。在絲桿箱內(nèi)固定二個(gè)可調(diào)整距離的接近開關(guān)SffUSW2, Sffl其作用是檢測(cè)筒倉高高料位位置HH (設(shè)定滿倉80%)信號(hào)，SW2其作用是檢測(cè)筒倉低料位位置L(設(shè)定滿倉50%)信號(hào)。當(dāng)重錘下降至低料位位置L，此時(shí)與電動(dòng)機(jī)一減速器組件有主從關(guān)系的絲桿箱內(nèi)銅滑令滑行至SW2接近開關(guān)，使其動(dòng)作，表示此刻爐窯料位為低料位；反之當(dāng)重錘上升至高高料位位置HH (設(shè)定滿倉80%)信號(hào)，此時(shí)與電動(dòng)機(jī)一減速器組件有主從關(guān)系的絲桿箱內(nèi)銅滑令滑行至SWl接近開關(guān)，使其動(dòng)作，表示此刻爐窯料位為高料位。由于采用機(jī)械式開關(guān)調(diào)整位置，因現(xiàn)場(chǎng)粉塵多，且溫度高(窯頂內(nèi)部溫度180度)，調(diào)整不便且運(yùn)行精度低，直接影響到料位檢測(cè)，對(duì)豎窯整個(gè)上料系統(tǒng)設(shè)備造成很大危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種高溫爐窯料位檢測(cè)裝置及控制方法，可用弱電控制強(qiáng)電，用程序邏輯代替機(jī)械銅滑令的動(dòng)作，以無觸點(diǎn)代替有觸點(diǎn)，以避免機(jī)械故障，從而確保窯頂料位檢測(cè)精度和可靠性。
[0004]根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種基于可編程邏輯控制器(Programmable LogicController, PLC)的高溫爐窯料位檢測(cè)裝置，包括:主控單元、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變送單元、連接電纜；主控單元包括操作面板、PLC、輸出繼電器、控制電源；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變送單元與受控設(shè)備相連接，并包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)編碼器，通過旋轉(zhuǎn)編碼器和連接電纜將受控設(shè)備的位置信號(hào)送至主控單元；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鋼絲繩的繞線盤，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與所述繞線盤和PLC輸入端連接，PLC與操作面板連接，并輸入節(jié)點(diǎn)信號(hào)。
[0005]所述主控單元安裝在現(xiàn)場(chǎng)墻上。
[0006]所述主控單元安裝在支架上。
[0007]所述主控單元安裝在控制室內(nèi)
[0008]所述操作面板是西門子操作面板，所述PLC是西門子PLC。
[0009]還包括一個(gè)設(shè)于爐窯料倉的料位計(jì)，以接收探料信號(hào)。
[0010]所述電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸相連接。[0011 ] 還包括控制電源的一個(gè)主回路和一個(gè)控制回路。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種高溫爐窯料位控制方法，包括放錘階段、觸料面停錘階段和收錘階段，分別包括以下步驟:
[0013]放錘:由料位計(jì)接收到探料信號(hào)后，使下降交流接觸器得電吸合，電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，減速機(jī)再帶動(dòng)繞線盤轉(zhuǎn)動(dòng)放出鋼絲繩使重錘從起始位置開始下降，使與之相連接的旋轉(zhuǎn)編碼器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，將重錘的位置轉(zhuǎn)化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，PLC將采集到的格雷碼進(jìn)行譯碼、累加等數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，并將運(yùn)算的結(jié)果通過操作面板顯示，輸出節(jié)點(diǎn)信號(hào)參與控制；
[0014]觸料面停錘:當(dāng)重錘接觸到料面時(shí)，限位開關(guān)SW3動(dòng)作，由PLC分析得到觸料面信號(hào)即停錘信號(hào)，下降交流接觸器斷開，電動(dòng)機(jī)停止；
[0015]收錘:料位計(jì)接收到收錘信號(hào)后，使上升交流接觸器吸合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，收錘直到原點(diǎn)O米位置，在收錘的過程中，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)使繞線盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩收緊上升，與之相連接的旋轉(zhuǎn)編碼器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，將重錘的位置轉(zhuǎn)化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，由PLC將采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，并將運(yùn)算的結(jié)果通過操作面板顯示，輸出節(jié)點(diǎn)信號(hào)參與控制。
[0016]本發(fā)明的基于PLC高溫爐窯料位檢測(cè)裝置及控制方法，電控部分采用可編程邏輯控制器(PLC)與絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器，通過旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的格雷碼實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物體位移的檢測(cè)，然后經(jīng)PLC譯碼、運(yùn)算、分析，以產(chǎn)生不同的控制信號(hào)和各種保護(hù)輸出，由于用弱電控制強(qiáng)電，用程序邏輯代替機(jī)械銅滑令的動(dòng)作，以無觸點(diǎn)代替有觸點(diǎn)，這樣就避免了許多機(jī)械故障，從而確保了窯頂料位實(shí)時(shí)檢測(cè)精度、可靠性，并能及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)出超限警報(bào)信號(hào)，從而提高了爐窯的產(chǎn)能，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的原料位計(jì)絲桿箱控制示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于PLC高溫爐窯料位檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖3是圖2實(shí)施例的基于PLC高溫爐窯料位檢測(cè)裝置進(jìn)行料位測(cè)量原理圖；
[0020]圖4是圖2實(shí)施例的基于PLC高溫爐窯料位檢測(cè)裝置的高低料位控制信號(hào)示意圖；
[0021]圖5是圖2所示實(shí)施例的控制回路原理圖；
[0022]圖6是圖2所示實(shí)施例的主回路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實(shí)施方式所體現(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術(shù)術(shù)語可以基于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)來作最寬泛的理解。在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。
[0024]如圖2所示,本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于可編程邏輯控制器(Programmable LogicController, PLC)的高溫爐窯料位檢測(cè)裝置，包括:主控單元1、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變送單元2、連接電纜3 ;主控單元I包括操作面板la、PLC、輸出繼電器、控制電源；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變送單元2與受控設(shè)備5相連接，并包括電動(dòng)機(jī)D (圖3)、旋轉(zhuǎn)編碼器2a、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2b，通過旋轉(zhuǎn)編碼器和連接電纜將受控設(shè)備的位置信號(hào)送至主控單元I。在本實(shí)施例中，操作面板可采用西門子操作面板，PLC可采用西門子PLC。主控單元安裝在現(xiàn)場(chǎng)墻上或支架9上，或安裝在控制室或操作室內(nèi)。
[0025]本發(fā)明的高溫爐窯料位控制方法，采用上述高溫爐窯料位檢測(cè)裝置，該控制方法包括放錘階段、觸料面停錘階段和收錘階段，分別包括以下步驟:
[0026]放錘階段(參看圖3):設(shè)于料倉7的料位計(jì)(未標(biāo)示)接收到探料信號(hào)后，使下降交流接觸器得電吸合(見圖6YQ2)，電動(dòng)機(jī)D通過聯(lián)軸器2b’帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)即減速機(jī)2b轉(zhuǎn)動(dòng)，減速機(jī)2b再帶動(dòng)繞線盤(未標(biāo)示)轉(zhuǎn)動(dòng)放出鋼絲繩5a使重錘5b從起始位置開始下降，與之相連接的旋轉(zhuǎn)編碼器2a同步轉(zhuǎn)動(dòng)，將重錘5b的位置信號(hào)轉(zhuǎn)化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，PLC將采集到的格雷碼進(jìn)行譯碼、累加等數(shù)學(xué)運(yùn)算處理；隨后將運(yùn)算的結(jié)果通過操作面板Ia顯示b，輸出節(jié)點(diǎn)信號(hào)參與控制。
[0027]觸料面停錘階段(參看圖3):鋼絲繩5a在重錘5b的重力作用下，始終保持拉緊狀態(tài)，當(dāng)重錘5b接觸到料面時(shí)，鋼絲繩5a由于失去重錘拉力作用而松弛此時(shí)限位開關(guān)SW3動(dòng)作，PLC分析得到觸料面信號(hào)(停錘信號(hào))，下降交流接觸器斷開，電動(dòng)機(jī)D停止。
[0028]收錘階段:料位計(jì)接收到收錘信號(hào)后，使上升交流接觸器吸合(見圖6YQ1接觸器)，電動(dòng)機(jī)D轉(zhuǎn)動(dòng)，收錘直到原點(diǎn)O米位置；在收錘的過程中，電動(dòng)機(jī)D帶動(dòng)減速機(jī)2b使繞線盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩收緊上升，與之相連接旋轉(zhuǎn)編碼器2a同步轉(zhuǎn)動(dòng)，將重錘的位置信號(hào)轉(zhuǎn)化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，PLC將采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，隨后運(yùn)算的結(jié)果