CN107502701A - 一种电炉辅料加料系统及方法 - Google Patents

一种电炉辅料加料系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电炉辅料加料系统及方法，包括：移动装置、电子台秤、辅料计算设备和工控一体机，本发明，结构精简，可根据单次加配重量最大值灵活选型组装，在现场作业范围内移动方便快捷，利于交叉作业空间的综合应用；易于部署，电炉辅料称重系统的电子台称与工控一体机(当选配无线天线时)仅需电源线，无其他信号线；集成度高，通过工控一体机，集制定加料计划、数据记录和数据反馈于一体，当功能需求增加时，便于升级，并可兼作他用；现场操作灵活。

Description

一种电炉辅料加料系统及方法
技术领域
本发明属于铸造冶金领域，特别涉及一种电炉辅料加料系统及方法
背景技术
在电炉熔炼过程中，除主料如生铁、废钢、机铁外，还需根据工艺配比或调料需求，加入一定量的辅料,如硫铁、硅铁、锰铁、电解铜、脱硫剂、增碳剂等。传统铸造企业因数字化、网络化、智能化基础条件相对较弱，而电炉的辅料相对主料而言，种类多、添加量少，一般采用人工辅助方式。
在加料过程中，熔炼监控软件根据工艺配比，计算并显示需要添加的辅料种类及其数量，往往操作人员先将该信息抄写在纸质载体上或者使用手机拍照等其他手段记录，到加料操作时手动记录实际加入量，最后再将实际加入量录入熔炼监控软件中，用于后续统计与分析。由于熔炼监控软件与辅料加料位置不在同一处，操作工人需要在两位置间往返，现场环境相对嘈杂恶劣，加之流程节拍相对紧凑，因人为失误导致铸件质量缺陷、重复调料、信息反馈不及时或缺漏等问题时有发生。或因个别操作人员责任心不强，反馈数据不真实，以致误导后续质量分析，质量追溯也无从依据。
另一方面，各种所需加入的辅料比例及其重量与温度、时间等因素，共同决定熔炼的最终理化特性。因此在各种辅料的加料过程中，称重是否能够准确及时、计划加入量与实际加入量是否一致，对熔炼的过程质量控制及事后质量追溯而言至为重要。
现有的相近技术均是以合金自动加料为目的，称重只是附加的功能，不适用于老旧铸造厂电炉人工辅料加料的数字化改造。现有技术对合金加料进行自动化设计，提升加料效率；或从电气联网角度，对合金加料实现本地控制与远程控制，降低现场操作的危险性；或从系统集成角度，实现现场传感器、控制器、人机交互界面、ERP系统的软硬集成，打通合金加料的数据流；或从质量控制角度，与钢水的理化特性检测器具配合，通过自动调料实现在线质量监控。上述类似技术或因机械结构复杂，或因布局布线不便、或因中间系统环节过多、或因未考虑现场的实际操作，不能完全适用于老铸造厂的辅料加料称重应用实践或技术改造。
因此，如何设计一种能够实现传统辅料加料装置的改造，易于部署，方便使用的辅料加料系统成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种电炉辅料加料系统及方法，结构精简，机电部分仅由由手推车、电子台称、工控一体机三部分组成，可根据单次加配重量最大值灵活选型组装，在现场作业范围内移动方便快捷，利于交叉作业空间的综合应用；易于部署，电炉辅料称重系统的电子台称与工控一体机(当选配无线天线时)仅需电源线，无其他信号线；在无电源供电的场合，可以采用大容量充电电池组方式，适用于各种简陋或复杂的电气环境、不便于布线或通信距离较大的应用场合；集成度高，通过工控一体机，集制定加料计划、数据记录和数据反馈于一体，当功能需求增加时，便于升级，并可兼作他用；现场操作灵活，除可任意移动外，操作工人仅需照单配料，点击工控一体触摸屏上的按扭，如除皮、确认、增加、清零、结束等，灵活应对各种现场称重操作时的情况，同时相关数据能够自动记录至数据库中，减少数据记录不全、不准确、不及时等问题，降低对操作工人责任心与素质的依赖程度，并减轻操作工人的劳动强度与压力。为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种电炉辅料加料系统，其特征在于，包括：移动装置、电子台秤、辅料计算设备和工控一体机，其中，
所述移动装置设置于所述电子台秤底部；
所述电子台秤与所述工控一体机连接，对电子台秤上的辅料进行称重，并将辅料的称重数据传输到所述工控一体机；
所述辅料计算设备与所述工控一体机连接，用于将计算出的需加入的辅料种类和重量信息传输到所述工控一体机。
进一步的，所述移动装置为手推车，其包括转向轮、导向轮和刹车片，所述刹车片设置于所述转向轮上。
进一步的，所述辅料计算设备和所述工控一体机分别设置有无线连接装置，实现二者无线连接。
进一步的，还包括与所述工控一体机连接的屏幕，所述辅料种类和重量信息在屏幕上显示，操作工人按照所述信息进行配料。
同时，本发明提供了一种电炉辅料的加料方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制定加料计划：辅料计算设备根据工艺配比及熔炼原料的容量计算所需辅料种类与重量，将计算所得数据传送至工控一体机；
2)数据记录：工控一体机接收数据后将其在屏幕显示，操作工人按照所述加料计划进行配料，电子台秤的称重数据传送到所述工控一体机记录；
3)数据反馈:将所述的实际称重数据反馈到所述辅料计算设备。
进一步的，其特征在于，所述操作工人的操作包括：确认、清零、续加、结束和除皮。
进一步的，所述辅料加入量大、需要多次加入时，每次称重完毕后点击续加，每次续加数据累加至实际加入量数据中。
进一步的，操作人员发生误操作导致错误配料时，点击清零后再重新称重配料。
进一步的，加料结束后将实际配料的单号和数据保存到本地并传到所述辅料计算设备。
进一步的，所述辅料计算设备的实际配料的单号和数据可读出，用于统计成本、质量追溯。
本发明的有益效果在于：
(1)结构精简：机电部分仅由由手推车、电子台称、工控一体机三部分组成，可根据单次加配重量最大值灵活选型组装，在现场作业范围内移动方便快捷，利于交叉作业空间的综合应用；
(2)易于部署：电炉辅料称重系统的电子台称与工控一体机(当选配无线天线时)仅需电源线，无其他信号线；在无电源供电的场合，可以采用大容量充电电池组方式，适用于各种简陋或复杂的电气环境、不便于布线或通信距离较大的应用场合；
(3)集成度高：通过工控一体机，集制定加料计划、数据记录和数据反馈于一体，当功能需求增加时，便于升级，并可兼作他用；
(4)现场操作灵活：除可任意移动外，操作工人仅需照单配料，点击工控一体触摸屏上的按扭，如除皮、确认、增加、清零、结束等，灵活应对各种现场称重操作时的情况，同时相关数据能够自动记录至数据库中，减少数据记录不全、不准确、不及时等问题，降低对操作工人责任心与素质的依赖程度，并减轻操作工人的劳动强度与压力。
附图说明
图1为本发明电炉辅料加料系统示意图。
图2为本发明工控一体机显示界面示意图。
其中，1电子台称显示屏 2、拉杆 3、无线连接装置 4、工控一体机 5、刹车片 6、转向轮 7、手推车 8、电子台称 9、导向轮 10、辅料计算设备。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种电炉辅料加料系统，图1为本发明电炉辅料加料系统示意图，如图1所示,包括：移动装置、电子台秤、辅料计算设备和工控一体机，其中，所述移动装置设置于所述电子台秤底部；所述电子台秤与所述工控一体机连接，所述电子台秤与所述工控一体机连接，对电子台秤上的辅料进行称重，并将辅料的称重数据传输到所述工控一体机；所述辅料计算设备与所述工控一体机连接，用于将计算出的需加入的辅料的种类和重量的信息传输到所述工控一体机。
由此，本发明的电炉辅料加料系统，结构精简，机电部分仅由由手推车、电子台称、工控一体机三部分组成，可根据单次加配重量最大值灵活选型组装，在现场作业范围内移动方便快捷，利于交叉作业空间的综合应用；易于部署：电炉辅料称重系统的电子台称与工控一体机(当选配无线天线时)仅需电源线，无其他信号线；在无电源供电的场合，可以采用大容量充电电池组方式，适用于各种简陋或复杂的电气环境、不便于布线或通信距离较大的应用场合；集成度高：通过工控一体机，集制定加料计划、数据记录和数据反馈于一体，当功能需求增加时，便于升级，并可兼作他用；
根据本发明的具体实施例，如图1所示,所述移动装置为手推车7，其包括拉杆2、转向轮6、导向轮9和刹车片5，所述刹车片5设置于所述转向轮6上，但需要注意的是，本发明对于移动装置的选择并无特别限制，本发明的一些实施例采用手推车是处于成本的考虑，其中所述手推车设置于所述电子台秤底部，用于承载电子台称8并实现电子台秤的自由移动，所述电子台秤8设置电子台秤显示屏1，电子台称8用于辅料的称重计量，其数据一方面通过电子台称显示屏1显示，另一方面通过通信接口传送至运行于工控一体机4中，实现现场计量、显示与数据通信功能，所述转向轮和导向轮相互配合，用于实现所述手推车的自由转向和移动，刹车片5位于转向轮6上，用于手推车7及电子台称8在适当位置停放后固定，防止辅料称重计量时滑动，由此，本发明的辅料加料系统在现场作业范围内移动方便快捷，利于交叉作业空间的综合利用。
根据本发明的具体实施例，根据电子台称产品手册中引脚定义，将电子台称8与工控一体机4的串行通信接口通过接插件进行连接；之后在用户可配置驱动程序U-CON中的菜单驱动界面中，建立与电子台称8的通信连接，及进行参数匹配，使其主被动模式、波特率、数据位、校验位、停止位等参数与电子台称8中的参数设置保持一致；最后配置读写事务处理，使实时接收到的称重数据在OPC Server中，以标准的OPC变量方式呈现，供电炉辅料称重系统软件随时调用。
根据本发明的具体实施例，还包括与所述工控一体机连接的屏幕，所述辅料种类和重量信息在屏幕上显示，操作工人按照所述信息进行配料。
根据本发明的具体实施例，如图1所示,所述辅料计算设备10和所述工控一体机4设置有无线连接装置3，实现二者无线连接，采用无线连接装置3的好处是设置于电子台秤8上的工控一体4机移动时更加方便，此外，所述辅料计算设备和所诉工控一体机设置有以太网接口，当无线连接方式出现故障或者本发明的辅料加料系统处于特殊的工作环境时，可以采用以太网实现二者的连接，从而实现二者数据的传输，由此，电炉辅料称重系统的电子台称与工控一体机(当选配无线天线时)仅需电源线，无其他信号线；在无电源供电的场合，可以采用大容量充电电池组方式，适用于各种简陋或复杂的电气环境、不便于布线或通信距离较大的应用场合。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种电炉辅料的加料方法，包括以下步骤：
1)制定加料计划：辅料计算设备根据工艺配比及熔炼原料的容量计算所需辅料种类与重量，将计算所得数据传送至工控一体机；
2)数据记录：工控一体机接收数据后将其在屏幕显示，操作工人按照所述加料计划进行配料，电子台秤的称重数据传送到所述工控一体机记录；
3)数据反馈:将所述的实际称重数据反馈到所述辅料计算设备。
根据本发明的具体实施例，图2为本发明工控一体机显示界面示意图，如图2所示，所述操作工人的操作包括：确认、清零、续加、结束、除皮，当需要进行辅料加料或调料加料时，由辅料计算设备，根据工艺配比及熔炼重量，计算所需的辅料种类与重量数据，并作为本次的辅料加料计划，与计划配料单号一并写入到安装于工控一体机4中的本地数据库计划加入量的特定字段中。电炉辅料称重系统从本地数据库中读取该特定字段的计划数据，各种辅料需求的种类及其对应的数量以可视化方式展示。
根据本发明的具体实施例，当辅料加入量较大、需要多次加入时，每次称重完毕后点击续加，每次续加数据累加至实际加入量数据中；操作人员发生误操作导致错误配料时，点击清零后再重新称重配料。
根据本发明的具体实施例，加料结束后将实际配料的单号和数据保存到本地数据库的特定字段并传到所述辅料计算设备，所述辅料计算设备获取的实际配料的单号和数据可读出，用于统计成本、质量追溯等进一步管理需求。
综上所述本发明的电炉辅料加料系统及方法，结构精简，机电部分仅由由手推车、电子台称、工控一体机三部分组成，可根据单次加配重量最大值灵活选型组装，在现场作业范围内移动方便快捷，利于交叉作业空间的综合应用；易于部署，电炉辅料称重系统的电子台称与工控一体机(当选配无线天线时)仅需电源线，无其他信号线；在无电源供电的场合，可以采用大容量充电电池组方式，适用于各种简陋或复杂的电气环境、不便于布线或通信距离较大的应用场合；集成度高，通过工控一体机，集制定加料计划、数据记录和数据反馈于一体，当功能需求增加时，便于升级，并可兼作他用；现场操作灵活，除可任意移动外，操作工人仅需照单配料，点击工控一体触摸屏上的按扭，如除皮、确认、增加、清零、结束等，灵活应对各种现场称重操作时的情况，同时相关数据能够自动记录至数据库中，减少数据记录不全、不准确、不及时等问题，降低对操作工人责任心与素质的依赖程度，并减轻操作工人的劳动强度与压力。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (10)

1.一种电炉辅料加料系统，其特征在于，包括：移动装置、电子台秤、辅料计算设备和工控一体机，其中，
所述移动装置设置于所述电子台秤底部；
所述电子台秤与所述工控一体机连接，对电子台秤上的辅料进行称重，并将辅料的称重数据传输到所述工控一体机；
所述辅料计算设备与所述工控一体机连接，用于将计算出的需加入的辅料种类和重量信息传输到所述工控一体机。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动装置为手推车，其包括转向轮、导向轮和刹车片，所述刹车片设置于所述转向轮上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述辅料计算设备和所述工控一体机分别设置有无线连接装置，实现二者无线连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述工控一体机连接的屏幕，所述辅料种类和重量信息在屏幕上显示，操作工人按照所述信息进行配料。
5.一种电炉辅料的加料方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制定加料计划：辅料计算设备根据工艺配比及熔炼原料的容量计算所需辅料种类与重量，将计算所得数据传送至工控一体机；
2)数据记录：工控一体机接收数据后将其在屏幕显示，操作工人按照所述加料计划进行配料，电子台秤的称重数据传送到所述工控一体机记录；
3)数据反馈:将所述的实际称重数据反馈到所述辅料计算设备。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述操作工人的操作包括：确认、清零、续加、结束、除皮。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，辅料加入量较大、需要多次加入时，每次称重完毕后点击续加，每次续加数据累加至实际加入量数据中。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，操作人员发生误操作导致错误配料时，点击清零后再重新称重配料。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，加料结束后将实际配料的单号和数据保存到本地并传到所述辅料计算设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述辅料计算设备的实际配料的单号和数据可读出，用于统计成本、质量追溯。
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