CN101776394B - 环冷机小车自动卸灰控制系统 - Google Patents

Abstract

一种环冷机小车自动卸灰控制系统，属于环冷机卸灰技术领域。包括接近开关定位、称重传感器计重、无线通讯、PLC控制系统；灰斗下部使用环形卸灰轨道，用于卸灰小车行走定位；采用蜗头阀卸灰，由电机电动拨杆带动蜗头阀进行卸灰，具备远程卸灰控制回路；通过接近开关定位、称重传感器计重、无线通讯、PLC控制系统达到环冷小车自动卸灰的目的，确保环冷机卸灰满足工艺要求。优点在于，改变了环冷机手动卸灰的运行模式，优化了卸灰流程，提高了工作效率。

Description

环冷机小车自动卸灰控制系统

技术领域

本发明属于环冷机卸灰技术领域，特别提供了一种环冷机小车自动卸灰控制系统，可用于烧结环冷机小车自动卸灰，也可用于球团环冷机小车卸灰，还可推广应用到其它冶金行业自动卸灰。

背景技术

矿业烧结厂360平烧结机冷却设备为415平环冷机，环冷机卸灰系统是将环冷工序风箱中存储的细小烧结料通过蜗头阀卸到环冷小车上，然后再将环冷小车存放的烧结料运至皮带上。

环冷机冷却风道下部有22个灰斗，每个灰斗均有一个双层蜗头阀，在蜗头阀下部有一个卸灰环道及一台装灰小车，环冷机卸灰系统原设计为手动卸灰，需要卸灰时，全部由岗位在现场手动操作蜗头阀和卸灰小车。岗位首先要凭经验判断哪个灰阀的灰满，需要卸哪个灰阀的灰，然后将小车开到相应的灰斗下部，再打开蜗头阀，灰斗电动拨杆带动蜗头阀进行卸灰。当小车的灰卸满时，再将小车手动开到下料口，下料口附近的轨道撞铁撞开小车下部闸门，小车开始向皮带卸灰。每次卸灰时，岗位要来回对小车和蜗头阀进行操作。此种操作方法随机性大，岗位劳动强度大，现场作业时间长，不可避免地出现灰斗内灰满而未及时卸灰的现象。为摆脱环冷机手动卸灰的落后控制方式，提高现场自动化水平，需要研究环冷机自动卸灰方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环冷机小车自动卸灰控制系统，实现自动卸灰，代替原来的手动卸灰。

本发明包括接近开关定位、称重传感器计重、无线通讯、PLC控制系统，灰斗下部使用环形卸灰轨道，用于卸灰小车行走定位。采用蜗头阀卸灰，由电机电动拨杆带动蜗头阀进行卸灰，具备远程卸灰控制回路。控制方式：通过接近开关定位、称重传感器计重、无线通讯、PLC控制系统达到环冷小车自动卸灰的目的，确保环冷机卸灰满足工艺要求，降低岗位劳动强度。

PLC控制系统的开发工具为施耐德UNITY Pro和TwidoSoft编程软件，人工设定参与放灰灰箱序号和放灰时间间隔，控制系统进行内部计时，到达放灰时间自动驱动小车到达灰箱卸灰位开始放灰，第一个灰斗放空后驱动小车到达下一个灰斗继续放灰，依次进行。当小车储灰斗料满后中断放灰，小车行驶到卸灰口开始卸灰。灰斗卸空后继续运行到中断位置重新开始放灰。直到全部灰斗放空完成一个放灰周期，进行下一周期计时。PLC控制系统的功能模块包括数据采集、数据通讯模块、智能推算模块、输出控制模块、故障判断模块，其控制过程为：

a、数据采集：通过PLC系统将卸料小车储灰斗灰量、小车位置、小车运行数据、灰斗卸料蜗头阀运行数据进行采集，并进行处理与判别。

b、数据通讯模块：卸料小车是移动行走设备，为实现数据采集，在小车上安装一套施奈德Twido系列小型PLC，通过DATALINK公司无线调制解调器采用无线通讯方式与地面站主控PLC进行数据通讯，满足主控PLC数据数据采集与控制需要。

c智能推算模块：由于灰斗未安装料位检测装置，卸灰过程中无法直接判断灰斗是否放空，简单采用定时放灰方式无法确保灰斗完全放空，因此通过控制系统实时监测到的小车储灰斗料量变化情况对灰斗内存料是否防空进行推算，满足放灰需要。

d、输出控制模块：结合检测到的小车实时位置进行灰斗卸料蜗头阀进行驱动，同时与系统内设定的目标位置进行比较，根据具体情况对小车行走方向进行判断并驱动其运行。

e、故障判断模块：系统工作过程中，难以避免出现接近开关接触不到位或损坏情况，此问题也直接影响自动放灰运行。我们采用根据系统内其他接近开关检测情况，对未检测到的接近开关形成故障标识，并在上位画面报警提示，便于操作人员判断检修。当此位置正常检测后，该标识自动消失。

该自动卸灰系统是预先设定卸灰周期，小车的容灰量以及需要卸灰的灰斗。当到达卸灰时间时，依次对预先设定的灰斗进行卸灰。小车自动启动并到达需要卸灰的灰斗位置，然后开启蜗头阀开始卸灰，当该灰斗的灰放空后，小车将自动运行到下一个需要卸灰的灰斗位置。当小车灰量达到设定容灰量时，蜗头阀停止卸灰，小车自动返回到达卸灰口位置开始卸灰，当小车的灰排空后，又自动走车到达灰斗位置开始卸灰。直到将最后一个灰斗的灰放空后，小车回到初始位置，完成一个循环周期。当到达下一个循环周期时，又开始自动卸灰。

实现本发明的理论依据：一是灰箱结构方式适用于定时放灰，必须装备接近开关、称重计量装置等自动控制系统；二是对于无法安装料量检测装置的灰斗通过其放料过程对小车储灰斗料量影响判断灰斗是否放空为放灰自控提供了技术理论；三是自动判断接近开关是否故障。通过小车运行过程中检测到的小车位置连续性判断位置检测接近开关是否正常为实现小车运行自动控制技术基础。

本发明的效果是：

1)自动控制卸灰降低了操作工人的劳动强度，提高了劳动效率。

2)系统能够按周期进行自动卸灰，自动判断灰斗放空、蜗头阀关到位，小车灰满等信号，并进行小车自动定位和自动回程等操作，及时将灰阀的灰自动卸到皮带上，防止灰阀堵塞，降低了岗位劳动强度，减少岗位现场操作时间。

3)当现场蜗头阀转换开关及接近开关有问题或信号没收到时，系统能自动跳跃，继续其它灰斗卸灰操作，提高卸灰效率。

4)灰斗的卸灰模式可以维护、编辑，操作具有较强的灵活性。

5)系统具备自动统计功能，可对每个灰斗卸灰量多少进行统计，为更好的优化卸灰流程，优化尘产操作提供数据支持。以前环冷机卸灰统计按车进行计算，每班放5-8车灰，但是车内灰多少不能确定，因此每班卸灰量不能量化统计，不能准确掌握环冷机卸灰问题，改造后，能统计出每班卸灰量，便于技术人员了解卸灰过程的动态变化、及时发现处理问题。

附图说明

图1为415平环冷机自动卸灰控制框图。

图2为网络通讯图。

具体实施方式

图1～图2为为本发明的一种具体实施方式。

1、机械部分

卸料小车：运送环冷机风箱中积灰的装置，为长方体的铁箱，其大小可根据灰量大小自行设计和加工，上面开口为进灰口，下面安装四个车轮。为确保小车在电机驱动下沿轨道正常运行，在小车各转动部位增加了安全设施。

小车轨道：为环形，用于环冷小车的行走定位。采用蜗头阀卸灰，由电机电动拨杆带动蜗头阀进行卸灰，具备远程卸灰控制回路。

安全设施：为了保证小车行走过程中的安全，安装了声光报警器时刻提醒旁人小车正在运行请注意安全。对进入环冷机的环道部位进行了封闭管理，并增加了安全警示标志。

2、电气系统

为了保证小车动力系统和控制系统的供电稳定性，安装滑线对小车上安装的电控设备进行供电。

在卸料车小车侧面安装三个电气操作箱：电气控制箱、Twindow PLC控制箱、无线通讯控制端。

卸灰蜗头阀操作箱采用现场安装方式，操作箱具有转换开关、接触器等必要的蜗头阀控制电器元件，具备现场操作和PLC远程控制方式，可实现远程卸灰。

卸料小车电控箱安装在卸料小车上，包括操作面板、变频器等，小车的运行速度可根据需要进行调整，实现精准定位。具备现场操作和PLC远程控制方式，可实现远控运行。小车行走系统具备制动装置。

卸料小车安装称重传感器，用以检测卸料小车储灰斗料量。

3、小车定位

实现环冷机自动卸灰，首先要解决卸灰小车的定位问题。接近开关是传统的定位装置，为最大限度地降低投资，在灰斗下部和蜗头阀拨杆处安装接近开关，用于小车行走定位和蜗头阀关到位的位置检测装置。

4、控制系统

利用施耐得PLC系统实现对环冷机小车的自动卸灰。在控制室内安装PLC控制柜一套，用于卸料蜗头阀状态检测、小车位置检测以及蜗头阀卸料控制；在现场卸料小车车体操作箱内安装一套小型PLC系统，用于小车灰斗料量检测、小车运行状态检测和小车运行控制。两套PLC系统通过无线通讯装置进行数据通讯。编制下位控制软件和上位监控画面程序，上位监控画面程序用于人机交互。不仅可对系统参数进行设置，还可以直观观察卸料小车工作情况并具备故障报警和历史纪录功能。下位控制软件根据以上设定内容，按预定程序实现小车自动卸灰。

Claims (2)

1.一种环冷机小车自动卸灰控制系统，其特征在于，包括接近开关定位、称重传感器计重、无线通讯、PLC控制系统，PLC控制系统包括地面站主控PLC控制系统和环冷机小车PLC控制系统；灰斗下部使用环形卸灰轨道，用于环冷机小车行走定位；采用蜗头阀卸灰，由电机电动拨杆带动蜗头阀进行卸灰，具备远程卸灰控制回路；通过接近开关定位、称重传感器计重、无线通讯、PLC控制系统达到环冷机小车自动卸灰的目的，确保环冷机卸灰满足工艺要求；

PLC控制系统开发工具为施耐德UNITY Pro和TwidoSoft编程软件，人工设定参与放灰灰箱序号和放灰时间间隔，地面站主控PLC控制系统进行内部计时，到达放灰时间自动驱动环冷机小车到达灰箱卸灰位开始放灰，第一个灰斗放空后驱动环冷机小车到达下一个灰斗继续放灰，依次进行；当环冷机小车储灰斗料满后中断放灰，环冷机小车行驶到卸灰口开始卸灰；灰斗卸空后继续运行到中断位置重新开始放灰；直到全部灰斗放空完成一个放灰周期，进行下一周期计时。

2.根据权利要求1所述的环冷机小车自动卸灰控制系统，其特征在于，地面站主控PLC控制系统的功能模块包括数据采集、数据通讯模块、智能推算模块、输出控制模块、故障判断模块；

a、数据采集：通过地面站主控PLC控制系统将环冷机小车储灰斗灰量、环冷机小车位置、环冷机小车运行数据、灰斗卸料蜗头阀运行数据进行采集，并进行处理与判别；

b、数据通讯模块：环冷机小车是移动行走设备，为实现数据采集，在环冷机小车上安装一套施耐德Twido系列小型PLC控制系统，通过DATALINK公司无线调制解调器采用无线通讯方式实现环冷机小车与地面站主控PLC控制系统的数据通讯，满足地面站主控PLC控制系统数据采集与控制需要；

c、智能推算模块：由于灰斗未安装料位检测装置，卸灰过程中无法直接判断灰斗是否放空，简单采用定时放灰方式无法确保灰斗完全放空，因此通过环冷机小车PLC控制系统实时监测到的环冷机小车储灰斗料量变化情况对灰斗内存料是否放空进行推算，满足放灰需要；

d、输出控制模块：结合检测到的环冷机小车实时位置对灰斗卸料蜗头阀进行驱动，同时与地面站主控PLC系统内设定的目标位置进行比较，根据具体情况对环冷机小车行走方向进行判断并驱动其运行；

e、故障判断模块：根据地面站主控PLC系统内其他接近开关检测情况，对未检测到的接近开关形成故障标识，并在上位画面报警提示，便于操作人员判断检修。

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