CN104034909B - 一种取样系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金技术领域，公开了一种取样系统及方法。其中，该系统包括：动力源、连杆、取料斗、挡板、顶杆、存储装置及PLC；挡板设置在取料斗的下部；动力源的输出端与连杆连接；连杆还与取料斗连接；顶杆设置在取料斗的卸料工位处，使顶杆能够将挡板顶开；存储装置设置在取料斗的卸料工位的下方；PLC与动力源信号连接。本发明通过PLC将动力触发信号发送到动力源，再通过动力源对连杆进行驱动，使连杆带动取料斗分别到达取料工位和卸料工位进行取料和卸料，实现自动卸料取样，降低了工作人员的劳动强度。

Description

一种取样系统及方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，主要适用于取样系统及方法。

背景技术

目前，对于钢铁冶金企业来说，在生产的过程中，需要大量的燃料煤，而在生产线上，通常需要设置自动配煤系统。

而在自动配煤的过程中，往往需要对煤的质量进行实时监控，即需要取煤样进行检验。而传统的取煤方式为人工取样，即人工自发地采取煤样，然后进行化验。此种人工取样方式的劳动强度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种取样系统及方法，它能够实现自动取样，降低了工作人员的劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种取样系统，包括：动力源、连杆、取料斗、挡板、顶杆、存储装置及PLC；所述挡板设置在所述取料斗的下部；所述动力源的输出端与所述连杆连接；所述连杆还与所述取料斗连接；所述顶杆设置在所述取料斗的卸料工位处，使所述顶杆能够将所述挡板顶开；所述存储装置设置在所述取料斗的卸料工位的下方；所述PLC与所述动力源信号连接，用于控制所述动力源产生动力。

进一步地，所述PLC包括：

配煤信号接收模块，与配煤系统的信号输出端连接，用于接收配煤信号；

动力信号发送模块，与所述动力源信号连接，用于发送动力信号。

进一步地，还包括：滑料槽；所述滑料槽的上端设置在所述取料斗的卸料工位的下方，所述滑料槽的下端设置在所述存储装置的上方。

进一步地，还包括：位移传感器；所述位移传感器设置在所述存储装置上；

所述PLC包括：

位移信号接收单元，用于接收所述位移传感器输出的位移信号；

报警单元，用于在接收到所述位移信号之后，发出报警。

进一步地，还包括：主机、第一限位开关和第二限位开关；所述第一限位开关设置在所述取料斗的取料工位处；所述第二限位开关设置在所述取料斗的卸料工位处；所述主机分别与所述第一限位开关和所述第二限位开关信号连接。

进一步地，所述主机包括：

第一通信模块，用于与所述第一限位开关和所述第二限位开关进行信号传输；

第一判断模块，用于判断所述第一通信模块在与所述第一限位开关开始进行信号传输或中断信号传输的第一预设时间后，是否继续与所述第一限位开关进行信号传输或中断信号传输；若否，说明取料正常；

第一报警模块，用于若所述第一判断模块的判断结果为是，发出报警；

第二判断模块，用于判断所述第一通信模块在与所述第二限位开关开始进行信号传输或中断信号传输的第二预设时间后，是否继续与所述第二限位开关进行信号传输或中断信号传输；若否，说明卸料正常；

第二报警模块，用于若所述第二判断模块的判断结果为是，发出报警。

进一步地，所述主机还包括：

第二通信模块，用于与配煤系统进行信号传输；

第三判断模块，用于判断所述第二通信模块在与所述配煤系统开始进行信号传输或中断信号传输的第三预设时间后，是否与所述第一限位开关开始进行信号传输或中断信号传输；

第三报警模块，用于若所述第三判断模块的判断结果为否，发出报警。

进一步地，所述主机还包括：

第三通信模块，用于与所述位移传感器和所述PLC进行信号传输；

第四判断模块，用于判断所述第三通信模块在与所述位移传感器开始进行信号传输或中断信号传输的第四预设时间内，是否接收到所述PLC输出的取样完成信号；

第四报警模块，用于若所述第四判断模块的判断结果为否，发出报警。

本发明还提供了一种取样方法，包括：

当PLC接收到从配煤系统发出的配煤启动信号后，所述PLC将第一动力信号发送到动力源，使所述动力源将动力施加到连杆；

所述连杆带动取料斗到达取料工位进行取料；

所述PLC在第一预设时间后，将第二动力信号发送到所述动力源，使所述动力源将动力施加到所述连杆；

所述连杆带动所述取料斗到达卸料工位；

当所述取料斗到达卸料工位后，顶杆将所述取料斗的挡板顶开，实现卸料取样。

进一步地，还包括：

当所述取料斗到达取料工位时，第一限位开关发送取料正常信号到主机；

所述主机判断在所述第一预设时间后，是否继续接收到所述取料正常信号；

若否，说明取料正常；

若是，说明取料异常，发出报警；

当所述取料斗到达卸料工位时，第二限位开关发送卸料正常信号到所述主机；

所述主机判断在第二预设时间后，是否继续接收到所述卸料正常信号；

若否，说明卸料正常；

若是，说明卸料异常，发出报警。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的取样系统及方法，通过PLC将动力触发信号发送到动力源，再通过动力源对连杆进行驱动，使连杆带动取料斗分别到达取料工位和卸料工位进行取料和卸料，实现自动卸料取样，降低了工作人员的劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的取样系统的结构示意图。

其中，1-煤仓，2-圆盘给料系统，3-配料皮带，4-运料皮带，5-动力源，6-连杆，7-取料斗，8-滑料槽，9-存储装置，10-取料斗连杆，11-第一限位开关，12-第二限位开关。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的取样系统及方法的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

参见图1，本发明实施例提供的取样系统，包括：动力源5、连杆6、取料斗7、挡板(未在图中示出)、顶杆(未在图中示出)、滑料槽8、存储装置9、位移传感器(未在图中示出)及PLC(未在图中示出)；挡板设置在取料斗7的下部；动力源5的输出端与连杆6连接；连杆6还与取料斗7连接；顶杆设置在取料斗7的卸料工位处，使顶杆能够将挡板顶开；存储装置9设置在取料斗7的卸料工位的下方；具体地，滑料槽8为上下两端开口的筒体；将滑料槽8的上端设置在取料斗7的卸料工位的下方，滑料槽8的下端设置在存储装置9的上方。滑料槽8倾斜设置在存储装置9的上方，位移传感器设置在存储装置9上；PLC与动力源5信号连接，用于控制动力源5产生动力。其中，动力源5可以包括：液压动力源和气压动力源等。

对本发明实施例中的PLC的内部结构进行说明，在本实施例中，PLC包括：

配煤信号接收模块，与配煤系统的信号输出端连接，用于接收配煤信号，表示已开始配煤；

动力信号发送模块，与动力源5信号连接，用于发送动力信号。

位移信号接收单元，用于接收位移传感器输出的位移信号；

报警单元，用于在接收到位移信号之后，发出报警，表示存储装置9中已有足够量的煤样，应将存储装置9取走。

对本发明实施例的结构进行进一步地说明，本发明实施例还包括：支撑架(未在图中示出)；连杆6和顶杆均设置在支撑架上。

为了对本发明实施例进行故障监测，本发明实施例还包括：主机(未在图中示出)、第一限位开关11、第二限位开关12和取料斗连杆10；取料斗连杆10设置在取料斗7上；第一限位开关11设置在取料斗7的取料工位处，使第一限位开关11能够感应到取料斗连杆10；第二限位开关12设置在取料斗7的卸料工位处，使第二限位开关12能够感应到取料斗连杆10；主机分别与位移传感器、第一限位开关11、第二限位开关12和PLC信号连接。

为了对本发明实施例中的主机的内部结构进行说明，在本实施例中，主机包括：

第一通信模块，用于与第一限位开关11和第二限位开关12进行信号传输；

第一判断模块，用于判断第一通信模块在与第一限位开关11开始进行信号传输或中断信号传输的第一预设时间后，是否继续与第一限位开关11进行信号传输或中断信号传输；若否，说明取料正常；其中，第一预设时间根据具体的取样需求而定。

第一报警模块，用于若第一判断模块的判断结果为是，说明取料异常，发出报警；

第二判断模块，用于判断第一通信模块在与第二限位开关12开始进行信号传输或中断信号传输的第二预设时间后，是否继续与第二限位开关12进行信号传输或中断信号传输；若否，说明卸料正常；其中，第二预设时间根据具体的取样需求而定。

第二报警模块，用于若第二判断模块的判断结果为是，说明卸料异常，发出报警。

第三通信模块，用于与位移传感器和PLC进行信号传输；

第四判断模块，用于判断第三通信模块在与位移传感器开始进行信号传输或中断信号传输的第四预设时间内，是否接收到PLC输出的取样完成信号；若是，说明取样系统工作正常；其中，第四预设时间根据具体的取样需求而定。

第四报警模块，用于若第四判断模块的判断结果为否，说明取样系统出现故障，发出报警。

本发明实施例还提供了一种配煤系统，包括：煤仓1、圆盘给料系统2、配料皮带3、运料皮带4及配煤处理器；圆盘给料系统2设置在煤仓1的出料口处，配料皮带3设置在圆盘给料系统2的出料口处，运料皮带4设置在配料皮带3的下方。其中，运料皮带4的长度长于配料皮带3。圆盘给料系统2、配料皮带3和运料皮带4均与配煤处理器信号连接。取料斗7的取料工位在配料皮带3的下料端的下方。

为了实现取样系统和配煤系统之间的互锁，提高本发明实施例的取样效率，在本实施例中，取样系统的PLC和主机均通过中间继电器(未在图中示出)与配煤系统的配煤处理器的信号输出端连接。

在主机端，主机还包括：

第二通信模块，用于通过中间继电器与配煤系统的配煤处理器进行信号传输；

第三判断模块，用于判断第二通信模块在与配煤系统开始进行信号传输或中断信号传输的第三预设时间后，是否与第一限位开关11开始进行信号传输或中断信号传输；若是，说明取样系统工作正常；其中，第三预设时间根据具体的取样需求而定。

第三报警模块，用于若第三判断模块的判断结果为否，说明取样系统出现故障，发出报警。

本发明实施例还提供了一种取样方法，包括：

当取样系统的PLC接收到从配煤系统的配煤处理器发出的配煤启动信号后，PLC将第一动力信号发送到动力源5，使动力源5将动力施加到连杆6；

连杆6带动取料斗7运动到达取料工位进行取料；

PLC在第一预设时间后，将第二动力信号发送到动力源5，使动力源5将动力施加到连杆6；其中，第一预设时间根据具体的取样需求而定。

需要说明的是，当取料斗7运动到达取料工位时，第一限位开关11感应到取料斗连杆10，闭合并发送取料正常信号到主机；主机判断在第一预设时间后，是否继续接收到取料正常信号；

若否，说明取料正常；

若是，说明取料异常，通过第一报警模块发出报警；

连杆6带动取料斗7运动到达卸料工位；

顶杆将取料斗7的挡板顶开，取料斗7中的煤样通过滑料槽8掉落到存储装置9中，实现卸料取样；

需要说明的是，当取料斗7到达卸料工位时，第二限位开关12感应到取料斗连杆10，闭合并发送卸料正常信号到主机；

主机判断在第二预设时间后，是否继续接收到卸料正常信号；其中，第二预设时间根据具体的取样需求而定。

若否，说明卸料正常；

若是，说明卸料异常，通过第二报警模块发出报警；

需要说明的是，本发明实施例可以根据实际需求，将第一限位开关11和第二限位开关12的初始状态设置为闭合状态，并实时发送信号到主机。当第一限位开关11和第二限位开关12感应到取料斗连杆10时断开，停止发送信号到主机。由主机监测在相应的预设时间后，是否重新接收到限位开关发出的信号来判断取样系统是否发生故障。当然，也可以将两个限位开关的初始状态分别设置为断开和闭合，限位开关的初始状态根据实际需求来设置。

由于滑料槽8是倾斜设置在存储装置9的上方的，因此当煤料从滑料槽8滑入存储装置9时，会对存储装置9施加侧向冲击力，使存储装置9发生位移。当位移传感器感应到存储装置9的位移等于或者大于预设位移后，闭合并发送位移信号到PLC和主机。PLC接收到位移信号后，发送取样完成信号到主机，并发送报警信号到报警单元，通过报警单元发出报警，说明此时已有足够量的煤样在存储装置9中，工作人员可以将存储装置9取走，并对其中的煤样进行检验。同时，如果主机在接收到位移信号后的第四预设时间内，没有接收到PLC发送的取样完成信号，则通过第四报警模块发出报警，说明取样系统发生故障，需要进行维修。其中，预设位移和第四预设时间根据具体的取样需求而定。所需的煤样的量也根据具体的取样需求而定。需要说明的是，本发明实施例可以实际需求，将位移传感器的初始状态设置为闭合状态，并实时发送信号到主机和PLC。当位移传感器感应到存储装置9的位移等于或者大于预设位移时断开，停止发送信号到主机和PLC。当PLC停止接收位移传感器输出的信号时，通过报警单元发出报警，说明此时已有足够量的煤样在存储装置9中，工作人员可以将存储装置9取走。当主机停止接收位移传感器输出的信号时，通过监测PLC在第四预设时间的信号输出情况来判断取样系统是否发生故障。这里还需要说明的是，本发明实施例还可以将位移传感器更换成液位传感器，当液位传感器感应到存储装置9中的煤料到达预设高度时，发送取样完成信号到主机和PLC，再由PLC进行报警，由主机进行系统监测。其中，预设高度由实际取样需求决定。在这种系统中，滑料槽8可以倾斜设置在存储装置9的上方，也可以竖直设置在存储装置9的上方。

还需要说明的是，若取样系统的主机接收到配煤系统的配煤处理器发出的配煤启动信号，在第三预设时间后，没有接收到第一限位开关11发出的取料正常信号，则说明取样系统发生故障，主机通过第三报警模块发出报警。其中，第三预设时间根据具体的取样需求而定。

通过本发明实施例对煤样进行取样的过程包括：

煤仓1中的煤从煤仓1下端的出口落入圆盘给料系统2中。配煤处理器控制圆盘给料系统2工作，并将配煤启动信号分别发送到主机和PLC。圆盘给料系统2中的煤在转动的状态下，配给到配料皮带3上。配煤处理器控制配料皮带3工作，将皮带上的煤传送到运料皮带4上。当PLC接收到配煤启动信号后，开始计时，并根据工艺要求，在10分钟以后，将第一动力信号发送到动力源5，通过动力源5使连杆6正向运转，带动取料斗7向前运动，并到达配料皮带3的下料端的下方进行取料。取料5秒后，PLC将第二动力信号发送到动力源5，通过动力源5使连杆6反向运转，带动取料斗7向后运动，刚好到达滑料槽8的上方，并利用顶杆打开取料斗7，取到的煤通过滑料槽8到达存储装置9，完成一次取样。后续延时30分钟，重复上述动作，至配煤结束，动作不再重复，结束取样。需要说明的是，在PLC发送第一动力信号10秒后，若取料斗7还在卸料工位，则被认为发生故障，主机发出报警。相类似地，在PLC发送第二动力信号10秒后，若取料斗7还在取料工位，也被认为是故障，主机发出报警。

本发明实施例提供的取样系统及方法，通过PLC将动力触发信号发送到动力源5，再通过动力源5对连杆6进行驱动，使连杆6带动取料斗7分别到达取料工位和卸料工位进行取料和卸料，实现自动卸料取样，不仅降低了工作人员的劳动强度，而且尽量避免了工作人员靠近设备，保证了工作人员的人身安全；同时避免了取样频率受到人为因素的影响而导致取样频率不均的情况的发生，提高了取样的精确度。本发明实施例还通过对第一限位开关11和第二限位开关12的使用，实现了对取样系统的故障监测，保证了取样作业的正常进行。此外，本发明实施例还通过对中间继电器的使用，当配煤系统工作时，从配煤处理器输出24V的电压信号，该电压信号通过中间继电器的转接，形成无缘节点信号，并接至取样系统，实现了配煤系统和取样系统之间的互锁，避免了空采样、空动作的情况的发生，节约了能耗。本发明实施例自动化程度高、取样效率高、取样精确程度高。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种取样系统，其特征在于，包括：动力源、连杆、取料斗、挡板、顶杆、存储装置及PLC；所述挡板设置在所述取料斗的下部；所述动力源的输出端与所述连杆连接；所述连杆还与所述取料斗连接；所述顶杆设置在所述取料斗的卸料工位处，使所述顶杆能够将所述挡板顶开；所述存储装置设置在所述取料斗的卸料工位的下方；所述PLC与所述动力源信号连接，用于控制所述动力源产生动力；

还包括：支撑架；连杆和顶杆均设置在支撑架上；

所述PLC包括：

配煤信号接收模块，与配煤系统的信号输出端连接，用于接收配煤信号；

动力信号发送模块，与所述动力源信号连接，用于发送动力信号；

还包括：滑料槽；所述滑料槽的上端设置在所述取料斗的卸料工位的下方，所述滑料槽的下端设置在所述存储装置的上方；

还包括：位移传感器；所述位移传感器设置在所述存储装置上；

所述PLC包括：

位移信号接收单元，用于接收所述位移传感器输出的位移信号；

报警单元，用于在接收到所述位移信号之后，发出报警；

还包括：主机、第一限位开关和第二限位开关；所述第一限位开关设置在所述取料斗的取料工位处；所述第二限位开关设置在所述取料斗的卸料工位处；所述主机分别与所述第一限位开关和所述第二限位开关信号连接。

2.如权利要求1所述的取样系统，其特征在于，所述主机包括：

第一通信模块，用于与所述第一限位开关和所述第二限位开关进行信号传输；

第一判断模块，用于判断所述第一通信模块在与所述第一限位开关开始进行信号传输或中断信号传输的第一预设时间后，是否继续与所述第一限位开关进行信号传输或中断信号传输；若否，说明取料正常；

第一报警模块，用于若所述第一判断模块的判断结果为是，发出报警；

第二判断模块，用于判断所述第一通信模块在与所述第二限位开关开始进行信号传输或中断信号传输的第二预设时间后，是否继续与所述第二限位开关进行信号传输或中断信号传输；若否，说明卸料正常；

第二报警模块，用于若所述第二判断模块的判断结果为是，发出报警。

3.如权利要求2所述的取样系统，其特征在于，所述主机还包括：

第二通信模块，用于与配煤系统进行信号传输；

第三判断模块，用于判断所述第二通信模块在与所述配煤系统开始进行信号传输或中断信号传输的第三预设时间后，是否与所述第一限位开关开始进行信号传输或中断信号传输；

第三报警模块，用于若所述第三判断模块的判断结果为否，发出报警。

4.如权利要求2所述的取样系统，其特征在于，所述主机还包括：

第三通信模块，用于与所述位移传感器和所述PLC进行信号传输；

第四判断模块，用于判断所述第三通信模块在与所述位移传感器开始进行信号传输或中断信号传输的第四预设时间内，是否接收到所述PLC输出的取样完成信号；

第四报警模块，用于若所述第四判断模块的判断结果为否，发出报警。

5.一种取样方法，其特征在于，包括：

当PLC接收到从配煤系统发出的配煤启动信号后，所述PLC将第一动力信号发送到动力源，使所述动力源将动力施加到连杆；

所述连杆带动取料斗到达取料工位进行取料；

当所述取料斗到达取料工位时，第一限位开关发送取料正常信号到主机；

所述主机判断在第一预设时间后，是否继续接收到所述取料正常信号；

若否，说明取料正常；

若是，说明取料异常，发出报警；

所述PLC在第一预设时间后，将第二动力信号发送到所述动力源，使所述动力源将动力施加到所述连杆；

所述连杆带动所述取料斗到达卸料工位；

当所述取料斗到达卸料工位后，顶杆将所述取料斗的挡板顶开，实现卸料取样；

当所述取料斗到达卸料工位时，第二限位开关发送卸料正常信号到所述主机；

所述主机判断在第二预设时间后，是否继续接收到所述卸料正常信号；

若否，说明卸料正常；

若是，说明卸料异常，发出报警。