CN105755203A - 一种转炉氧枪的限位控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉氧枪的限位控制装置，包括机械部分和控制系统，机械部分包括编码器、多点限位本体、减速机、卷扬机、多点限位机械对轮、减速机机械对轮、移动基板和安装基板，编码器和多点限位本体均固定安装在移动基板上，编码器与多点限位本体连接，多点限位机械对轮安装在多点限位本体的输出轴上，与多点限位机械对轮啮合的减速机机械对轮安装在减速机的输入轴上，减速机连接在卷扬机上；控制系统包括PLC控制主机、变频器和上位机，编码器与PLC控制主机采用PROFIBUS?DP连接，PLC控制主机与上位机以Ethernet网络连接。本发明能实现对氧枪的更精确的操作，更准确的到达不同工位，对不同钢种的吹炼速度要求，可以满足更多工艺技术的生产条件。

Description

一种转炉氧枪的限位控制装置

技术领域

本发明涉及冶炼行业中炼钢转炉的控制领域，具体是一种转炉氧枪的精确位置的限位控制装置。

背景技术

冶金行业的转炉炼钢过程中，氧枪控制是最重要且控制复杂的一环，工艺对氧枪操作的精准性也就随之提高。

氧枪在炼钢过程中有不同的工位及速度要求，工位基本包括松绳位、上限位、换枪位、打渣位、刮渣器位、待吹位、上变速、开氧位、闭氧位、下变速、吹炼位和下限位十二个工位，根据不同钢种的需要，对氧枪在不同工位的速度要求也不尽相同。氧枪通过钢丝绳吊在转炉炉体内，钢丝绳缠绕在由减速机带动的钢丝绳卷筒上，传统的氧枪只能靠室外的滑动标尺来大概确定氧枪的位置，而且速度单一，这不仅不能满足高水准钢种的冶炼要求，同时也是对操作岗位工的操作要求提高了难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉氧枪的限位控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种转炉氧枪的限位控制装置，包括机械部分和控制系统，所述机械部分包括编码器、多点限位本体、减速机、卷扬机、多点限位机械对轮、减速机机械对轮、移动基板和安装基板，所述移动基板安装在安装基板上，所述编码器和多点限位本体均固定安装在移动基板上，所述编码器与多点限位本体连接，所述多点限位机械对轮安装在多点限位本体的输出轴上，所述减速机机械对轮安装在减速机的输入轴上，且多点限位机械对轮和减速机机械对轮啮合，所述减速机连接在卷扬机上；所述控制系统包括PLC控制主机、变频器和上位机，所述编码器与PLC控制主机采用PROFIBUS-DP连接，所述PLC控制主机与上位机以Ethernet网络连接。

作为本发明进一步的方案：所述编码器与减速机同步传动，所述多点限位机械对轮和减速机机械对轮为直齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述上位机使用wincc画面与PLC控制主机连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能实现对氧枪的更精确的操作，更准确的到达不同工位，对不同钢种的吹炼速度要求，可以满足更多工艺技术的生产条件。

附图说明

图1为转炉氧枪的限位控制装置中传动机构的示意图。

图2为转炉氧枪的限位控制装置中控制系统的结构图。

图中：1-编码器；2-多点限位本体；3-减速机；4-卷扬机；5-多点限位机械对轮；6-减速机机械对轮；7-移动基板；8-安装基板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，本发明实施例中，一种转炉氧枪的限位控制装置，包括机械部分和控制系统，机械部分包括编码器1、多点限位本体2、减速机3、卷扬机4、多点限位机械对轮5、减速机机械对轮6、移动基板7和安装基板8，移动基板7安装在安装基板8上，所述编码器1和多点限位本体2均固定安装在移动基板7上，编码器1与多点限位本体2连接，编码器1与减速机3同步传动，多点限位机械对轮5安装在多点限位本体2的输出轴上，减速机机械对轮6安装在减速机3的输入轴上，且多点限位机械对轮5和减速机机械对轮6啮合，多点限位机械对轮5和减速机机械对轮6为直齿轮，减速机3连接在卷扬机4上。

编码器1、多点限位本体2、减速机3的减速比均要对应电机的额定转速选择，编码器1的精确度也要符合工艺要求。

控制系统包括PLC控制主机、变频器和上位机，所述编码器与PLC控制主机采用PROFIBUS-DP连接，所述PLC控制主机与上位机以Ethernet网络连接，且上位机使用wincc画面与PLC控制主机连接。

本研究中炼钢转炉中的氧枪位置识别和速度控制，主要靠PLC控制主机来精准实现，PLC控制主机与外围传动机构和上位机显示单位通过两级通讯网络组成，一级为PROFIBUS-DP网络，实现PLC与变频器之间的数据通讯，另一级为Ethernet网络实现PLC上位机操作站（OS系统）之间，PLC与工程师站之间的数据交换和通讯。

PROFIBUS 和 Ethernet 能够自然地协同工作，Ethernet 是工厂级智能自动化之间相互通讯的解决方案，PROFIBUS 是现场级设备之间通讯的经济的解决方案。基于 Ethernet TCP/IP 的 PROFIBUS 应用功能的设想将使PROFIBUS的应用领域朝着利用现代 IT网络技术和互连网技术进行自动化系统互连的方向发展。

多点限位主体能够采集氧枪所处的工位信号，反馈到PLC主机，PLC主机与操作主控室的上位机以Ethernet网络连接，达到信号传输的效果，由上位机来显示氧枪的精确位置，并且可以根据不同钢种、不同工艺的要求，输入氧枪运行速度的参数，来改变氧枪的速度。上位机中使用wincc画面与PLC控制主机连接，达到显示氧枪位置显示和输入速度参数的作用。

由于基建设备与炉体设备已经固定，所以氧枪的行程范围就已确定。

由于氧枪的行程范围确定，编码器的行程范围同时确定，编码器的行程范围对应编码器的编码数值，编码器与PLC控制主机采用Profibus-DP连接，将采集的编码值传输到PLC控制主机，根据编码器的编码数值变化来确定氧枪的准确位置，而且编码器的精度可以实现氧枪枪位显示的厘米精度。经过长时间操作和现场的高温环境，钢丝绳的长度可能会出现变化，枪位的显示会出现误差，但氧枪的行程范围确定，编码器的编码数值变化也确定，在上位机上设有氧枪设置的按钮，可以在氧枪提升到上限位时，重新设定氧枪的显示。

编码器的同步转动能够实现氧枪位置的精确定位，与编码器同步转动的多点限位开关，记录着氧枪行程的不同工位位置。氧枪速度的调节要求，也基本在不同工位实行变化。从上限位快速下枪，迅速到达待吹位，经过上变速，减慢速度，精确控制到开氧或吹炼位经行吹炼。多点限位本体将氧枪到达的的工位信号反馈到PLC控制主机中，由PLC控制主机向变频器发布运行、变速等命令，变频器将实际运行参数传递到现场电机，来实现速度调节的作用。

根据不同工艺的要求，氧枪的速度并非完全一致，在操作室的上位机上，设置了参数输入的输入框，由上位机传递到PLC控制主机中，再由控制主机发布到变频器中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种转炉氧枪的限位控制装置，包括机械部分和控制系统，其特征在于，所述机械部分包括编码器（1）、多点限位本体（2）、减速机（3）、卷扬机（4）、多点限位机械对轮（5）、减速机机械对轮（6）、移动基板（7）和安装基板（8），所述移动基板（7）安装在安装基板（8）上，所述编码器（1）和多点限位本体（2）均固定安装在移动基板（7）上，所述编码器（1）与多点限位本体（2）连接，所述多点限位机械对轮（5）安装在多点限位本体（2）的输出轴上，所述减速机机械对轮（6）安装在减速机（3）的输入轴上，且多点限位机械对轮（5）和减速机机械对轮（6）啮合，所述减速机（3）连接在卷扬机（4）上；所述控制系统包括PLC控制主机、变频器和上位机，所述编码器（1）与PLC控制主机采用PROFIBUS-DP连接，所述PLC控制主机与上位机以Ethernet网络连接。

2.根据权利要求1所述的转炉氧枪的限位控制装置，其特征在于，所述编码器（1）与减速机（3）同步传动，所述多点限位机械对轮（5）和减速机机械对轮（6）为直齿轮。

3.根据权利要求1所述的转炉氧枪的限位控制装置，其特征在于，所述上位机使用wincc画面与PLC控制主机连接。