CN101935737A - 氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置，为解决现有技术中检测信号可靠性不足等问题而发明。一体化检测氧枪高度和钢丝绳的松绳或过紧信号，同时采用称重传感器直接检测钢丝绳张力结合编码器的速度补偿和钢丝绳长度变化补偿的方法检测钢丝绳的松绳或过紧。上述的结构及方法，解决了氧枪的高度测量和氧枪钢丝绳松绳、过紧信号的一体化检测，检测装置可结合氧枪的运行速度、氧枪钢丝绳的长度补偿氧枪钢丝绳的张力，从而可以准确检测出钢丝绳松绳、过紧，这样便提高了检测的稳定性、可靠性同时也节约设备投资。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置，特别涉及用于冶金企业转炉炼钢过程中氧枪高度及氧枪钢丝绳松绳、过紧一体化检测装置
背景技术
目前，现有转炉或AOD炉炼钢中，氧枪的高度和氧枪钢丝绳松绳、过紧有的通过工程项目的的方法，将检测信号送到转炉控制系统中，由于每个工程的软件由工程师进行软件开发，因此存在检测精度不足、信号不稳定、调试周期较长等、系统费用高等缺点；有的采用多台仪表的检测方法，但是松绳、过紧的检测如果不利用氧枪的高度和速度来补偿就不能检测准确。鉴于现在小型PLC系统功能强、价格低可将整个氧枪的高度和送绳、过紧信号检测出来送到转炉或AOD炉的控制系统中。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种检测精确、可靠、使用方便、成本较低的氧枪高度及氧枪钢丝绳松绳、过紧一体化检测装置。
为了达到上述目的，本发明的氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置，包括：
绝对值型多圈格林码编码器，设置在缠绕钢丝绳的辊筒轴上，通过PLC系统结合编码器的数值，测量辊筒的转速及实时速率变化；
称重传感器，用于测量钢丝绳张力，设置在所述定滑轮上，辊筒与氧枪之间的钢丝绳绕置在所述定滑轮上，向称重变送器输出压力信号；
称重变送器，与称重传感器连和所述PLC系统连接，并将接收到的检测张力信号转换为电信号输送至所述PLC系统；
校验开关，设置在预定位置用于校验所述编码器的基准数值并将该基准数值存于所述PLC系统；
驱动所述辊筒转动的电机为变频电机，所述变频电机的控制系统与所述PLC系统连接；
PLC系统，经数据转换和计算分别得出与辊筒上的钢丝绳自由端连接的氧枪的实时高度数值和钢丝绳的实时张力数值；将该氧枪的高度数值信号输出；将该实时张力数值与预先存储于其内钢丝绳的理论张力数值进行比较并输出钢丝绳松绳或过紧的信号，主控制系统根据所述信号控制所述变频电机启停。
特别是，PLC系统经数据转换和码值与高度的对应函数关系计算获得与辊筒上的钢丝绳自由端连接的氧枪的实时高度和实时速率变化，结合接收到的检测张力数据和力学函数关系获得钢丝绳的实时张力数值。
进一步地，所述定滑轮与所述辊筒之间的钢丝绳大致呈水平方向。
上述的结构，当氧枪在放下或提升动作时，装在辊筒轴上的绝对值型多圈格林码编码器就会产生码数的变化，在得出码数变化与高度的对应关系后，在小型PLC系统内就可以算出氧枪的高度，以4-20mA信号送至主控制系统。称重传感器安装在氧枪钢丝绳的称重轮上，随时可以检测钢丝绳的张力，当张力出现异常情况，自带的PLC系统通过内部的算法发出松绳或过紧信号送至主控制系统，具有检测精确、可靠、使用方便、成本较低的优异效果。
附图说明
图1为本发明的具体实施例的结构示意图。
图2为本发明的具体实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
如图1、图2所示，本发明的氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置，包括：
绝对值型多圈格林码编码器2，通过PLC系统3的PLC1与外部主控制系统连接，设置在缠绕钢丝绳5的辊筒4的轴上，用于测量辊筒的转速及实时速率变化；
称重传感器8，用于测量钢丝绳张力，设置在所述定滑轮6上，辊筒4与氧枪7之间的钢丝绳绕5置在所述定滑轮6上，向称重变送器9输出压力信号，所述定滑轮与所述辊筒之间的钢丝绳大致呈水平方向，简化计算过程；
称重变送器9，与称重传感器8和所述PLC系统3连接，并将接收到的检测张力信号转换为电信号输送至所述PLC系统3的PLC2；
校验开关，设置在预定位置用于校验所述编码器2的基准数值并将该基准数值存于所述PLC系统3的PLC1；
驱动所述辊筒4转动的电机为变频电机1，所述编码器的位置校验开关10与所述PLC系统3的PLC3连接；
PLC系统3的PLC4将检测的信号(氧枪高度、钢丝绳松绳、过紧)送到主系统，由主系统控制变频电机1
PLC系统3(本具体实施例中由PLC1、PLC2、PLC3和PLC4组成)，经数据转换和计算分别得出与辊筒上的钢丝绳自由端连接的氧枪的实时高度数值和钢丝绳的实时张力数值；将该氧枪的高度数值信号输出；将该实时张力数值与预先存储于其内钢丝绳的理论张力数值进行比较并输出钢丝绳松绳或过紧的信号，主控制系统根据上述信号控制所述变频电机启停。
PLC系统经数据转换和码值与高度的对应函数关系计算获得与辊筒上的钢丝绳自由端连接的氧枪的实时高度和实时速率变化，结合接收到的检测张力数据和力学函数关系获得钢丝绳的实时张力数值。
该检测装置与氧枪机械设备结合起来安装，多圈编码器可直接安装在氧枪钢丝绳辊筒轴上，以提高氧枪高度的检测精度。定滑轮安装在称重传感器上，以检测氧枪钢丝绳的张力。在氧枪主令箱上安装一个位置校验开关，对编码器进行校准，确保氧枪高度信号的稳定、检测重复性好。所有的信号都进PLC系统。
本检测装置采用直接测量的原理，在氧枪到达检测校验位后，系统对编码器进行自动校准，作为测量基准点，当氧枪动作时，PLC系统会比较编码器码值的变化，得出氧枪实时的高度数值，并转成4-20mA的信号，送至炼钢控制系统或显示表；同时由于码值的变化可得到氧枪运动的速度变化及钢丝绳的长度变化，用于补偿钢丝绳的张力，避免在氧枪动作的过程中发出错误的松绳或过紧信号。在检测装置检测到松绳、过紧信号后，监测装置以无源接点的方式送至炼钢控制系统。
本检测装置随着氧枪的动作来进行检测的。正常工作的时候，在氧枪每次下枪经过校验点时，系统自动校验编码器的数值，检测装置将多圈的编码器信号读入PLC系统中，将格林码转化成正常十进制数据，在得到码值与高度的对应关系后，就可算出氧枪的实时高度和实时速度变化率，结合力学公式和检测到的张力数据，就可得到钢丝绳实时的理论张力数值，根据该数据PLC系统即可发出可靠得钢丝绳的松绳或过紧信号。
上述的结构，一体化检测氧枪高度和钢丝绳的松绳或过紧信号，同时采用称重传感器直接检测钢丝绳张力结合编码器的速度补偿和钢丝绳长度变化补偿的方法检测钢丝绳的松绳或过紧，解决了氧枪的高度测量和氧枪钢丝绳松绳、过紧信号的一体化检测，检测装置可结合氧枪的运行速度、氧枪钢丝绳的长度补偿氧枪钢丝绳的张力，从而可以准确检测出钢丝绳送绳、过紧，这样便提高了检测的稳定性、可靠性同时也节约设备投资。设备掉电恢复后，监测装置可准确反应现场设备的准确情况，不会造成检测数据错乱，能自动校零；同时还可设置故障报警装置以增加其安全防护性。
本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利用上述的氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置都是本发明的一种变形，均应认为落在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置，其特征在于，包括
绝对值型多圈格林码编码器，通过PLC系统与外部主控制系统连接，设置在缠绕钢丝绳的辊筒轴上，用于测量辊筒的转速及实时速率变化；
称重传感器，用于测量钢丝绳张力，设置在所述定滑轮上，辊筒与氧枪之间的钢丝绳绕置在所述定滑轮上，向称重变送器输出压力信号；
称重变送器，与称重传感器和所述PLC系统连接，并将接收到的检测张力信号转换为电信号输送至所述PLC系统；
校验开关，设置在预定位置用于校验所述编码器的基准数值并将该基准数值存于所述PLC系统；
驱动所述辊筒转动的电机为变频电机，变频电机的控制是由主系统的控制系统来完成。
PLC系统，经数据转换和计算分别得出与辊筒上的钢丝绳自由端连接的氧枪的实时高度数值和钢丝绳的实时张力数值；将该氧枪的高度数值信号输出；将该实时张力数值与预先存储于其内钢丝绳的理论张力数值进行比较并输出钢丝绳松绳或过紧的信号，主控制系统根据所述信号控制所述变频电机的启停。
2.如权利要求1所述的氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置，其特征在于，PLC系统经数据转换和码值与高度的对应函数关系计算获得与辊筒上的钢丝绳自由端连接的氧枪的实时高度和实时速率变化，结合接收到的检测张力数据和力学函数关系获得钢丝绳的实时张力数值。
3.如权利要求1或2所述的氧枪高度及氧枪钢丝绳松紧一体化检测装置，其特征在于，所述定滑轮与所述辊筒之间的钢丝绳大致呈水平方向。
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