CN108801549B - 一种圆形旋转焦罐平衡检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种圆形旋转焦罐平衡检测装置及方法，装置由第一、第二红外线检测装置，第一、第二红外线反光板，PLC控制器及机械式摆杆限位装置组成；两个红外线检测装置接收的两个反射光各自形成一个模拟量数据，由PLC控制器判别两个模拟量数据的差值信号是否在许可范围内，如果是的就产生焦罐平衡信号；同时，当圆形旋转焦罐正常放下到位时，产生限位摆杆接通信号，PLC控制器接收到限位摆杆接通信号后产生焦罐到位信号；PLC控制器内焦罐平衡信号及焦罐到位信号都产生，表示圆形旋转焦罐位置正常，否则停止焦罐运作。本发明通过传感器红外线检测及对旋转型圆形焦罐平衡位置的检测，确保焦罐位置的正常旋转，避免焦罐滑出而损坏设备事故的发生。

Description

一种圆形旋转焦罐平衡检测装置及方法

技术领域

本发明涉及推焦作业技术，尤其是指一种圆形旋转焦罐平衡检测装置及方法。

背景技术

焦炉推焦作业由推焦车、导焦车、装煤车、电车四大机车协作完成。推焦车将炭化室内焦炭经过导焦车推至电车拖运车装载的圆形空焦罐内，为保证红焦在圆形焦罐内平均堆放，因此在接红焦过程中圆形焦罐通过驱动装置进行旋转，待接完红焦后，圆形焦罐通过限位检测停止在规定位置；由电车运送满焦罐至干熄焦牵引处，由干熄焦牵引将装载红焦罐的横移台车引入干熄焦吊车吊塔定位置，然后由干熄焦吊车将红焦罐提升到吊车上限位置，吊车横移至待装入干熄炉炉号上方，将焦炭装入干熄焦炉内后，吊车再次横移到吊塔上限位置，将空焦罐放到横移台车上，牵引杆将装载空焦罐的横移台车推送至电车拖运车上，继续下一炉号的接焦炭作业。

吊车在放下空焦罐过程中，焦罐位置必须与横移台车上的旋转圆盘上的定位销相吻合，但有时候在吊车将红焦罐吊上时，横移台车上的旋转圆盘会产生旋转，造成位置偏移，因此，当空焦罐放下到位时，焦罐底部会压在旋转圆盘的定位销上，造成焦罐倾斜；或者焦罐闸门处堆积余焦粉，导致焦罐闸门关闭不到位而产生倾斜。目前所有靠干熄焦牵引进行焦罐进出的吊车系统及旋转型圆形焦罐中，均没有检测装置，当再次结焦前旋转时，重达50吨的圆形焦罐就会因倾斜而产生偏移、滑出，导致损坏横移台车等设备，严重影响生产安全。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种圆形旋转焦罐平衡检测装置及方法，确保焦罐位置发生异常时能及时检测到并发出阻止焦罐旋转驱动装置动作的信号，确保焦炉生产作业的稳定、顺行、安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种圆形旋转焦罐平衡检测装置，由第一红外线检测装置，第二红外线检测装置，第一红外线反光板，第二红外线反光板，PLC控制器及机械式摆杆限位装置组成；

所述第一、第二红外线检测装置平行安装在旋转焦罐的一侧，第一、第二红外线检测装置各由一组传感器组成，分别发出第一组红外线及第二组红外线；

所述第一、第二红外线反光板安装在圆形焦罐的相应平衡位置的焦罐壁上，并第一红外线反光板到第一红外线检测装置的间距与第二红外线反光板到第二红外线检测装置的间距相同；第一红外线反光板接收第一红外线检测装置发出的第一组红外线并形成第一组反射光返回至第一红外线检测装置，第二红外线反光板接收第二红外线检测装置发出的第二组红外线并形成第二组反射光返回至第二红外线检测装置，并两组红外线及两组反射光的光速均相同；第一组、第二组反射光分别通过第一、第二红外线检测装置接收后，各自产生第一、第二电脉冲；第一、第二电脉冲分别经过置于第一、第二红外线检测装置内传感器中的微处理器转换成第一、第二模拟量数据；

所述PLC控制器是驱动装载圆形旋转焦罐的电车拖运车的控制器，所述第一、第二红外线检测装置与PLC控制器连接，并将各自产生的所述第一、第二模拟量数据送入PLC控制器，由PLC控制器检测第一、第二模拟量数据差值信号是否在许可范围内，如果在许可范围内就产生焦罐平衡信号；

所述机械式摆杆限位装置一端与直流电源连接，另一端连接PLC控制器，该装置内包含四个限位摆杆，当圆形旋转焦罐正常放下到位时，焦罐闸门压在数个限位摆杆上，各限位摆杆接通，产生限位摆杆接通信号，PLC控制器接收到限位摆杆接通信号后产生焦罐到位信号。

所述第一、第二红外线检测装置采用的传感器型号为L-GAGE LT3。

所述第一、第二红外线反光板分别安装在圆形焦罐对称的两个吊耳旁边的焦罐壁上。

所述第一、第二红外线反光板均由不锈钢材质制成，宽度为20mm、高度为10mm、厚度为3mm。

所述机械式摆杆限位装置的结构为：该装置包含四个机械式的限位摆杆，四个限位摆杆沿圆形旋转焦罐两扇闸门边缘位置、均匀安装在焦罐横移台车支架上，四个限位摆杆串联连接，串联回路一端连接设置在焦罐横移台车上的直流电源，另一端连接安装在电车拖运车上的磁感应线圈一端，磁感应线圈另一端与磁感应接收器一端连接，磁感应接收器另一端与所述PLC控制器连接；在各限位摆杆接通时，直流电源通电使得磁感应线圈产生磁场，磁感应接收器对应接通，产生限位摆杆接通信号。

本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：

一种圆形旋转焦罐平衡检测方法，利用所述的圆形旋转焦罐平衡检测装置，该检测方法的步骤如下：

第一、第二红外线检测装置各自发出的第一组、第二组红外线分别被第一、第二红外线反光板接收，并第一、第二红外线反光板将各自产生的第一组、第二组反射光分别返回至第一、第二红外线检测装置，使第一、第二红外线检测装置各自产生第一、第二电脉冲，经转换，各自形成第一、第二模拟量数据；

第一、第二红外线检测装置分别将各自形成的第一、第二模拟量数据送入PLC控制器，由PLC控制器判别第一、第二模拟量数据的差值信号是否在许可范围内，如果在许可范围内产生焦罐平衡信号；

同时，PLC控制器接收机械式摆杆限位装置的运作信号，当圆形旋转焦罐正常放下到位时，焦罐闸门正好压在机械式摆杆限位装置的四个限位摆杆上，各限位摆杆接通，使得机械式摆杆限位装置通电，产生限位摆杆接通信号，PLC控制器接收到限位摆杆接通信号后产生焦罐到位信号；

PLC控制器判别所述焦罐平衡信号及所述焦罐到位信号是否都产生；二者信号均产生，表示圆形旋转焦罐位置正常，PLC控制器与其它联锁信号一起发出进入下一程序的指令；若二者信号缺失一个或二个信号均缺失，PLC控制器发出报警信号，并阻止装载圆形旋转焦罐的电车拖运车进入下一程序的指令，电车拖运车停止，需检查处理后将圆形旋转焦罐复位，满足运转条件后继续进入下一程序。

本发明的有益效果：

本发明通过传感器红外线检测方式对旋转型圆形焦罐的平衡位置等进行检测，从而确保焦罐位置发生异常(圆形焦罐焦罐偏位或闸门未关闭到位)时能及时检测到，并将信号传输给电车PLC系统，禁止在焦罐产生偏斜状态下的旋转，避免焦罐滑出损坏设备事故的发生，然后通过人工确认、处理使设备恢复正常。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明圆形旋转焦罐平衡检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

本发明的圆形旋转焦罐平衡检测装置的结构参见图1，其由第一红外线检测装置1，第二红外线检测装置2，第一红外线反光板3，第二红外线反光板4，PLC控制器5及机械式摆杆限位装置组成。

所述第一红外线检测装置1，第二红外线检测装置2平行安装在旋转焦罐6的一侧，第一红外线检测装置1，第二红外线检测装置2各由一组L-GAGE LT3传感器组成，每组传感器内的一组短电脉冲驱动半导体激光二极管发射激光脉冲，二组激光脉冲通过准直镜头，形成二组窄激光束发出，分别为第一组红外线及第二组红外线；

所述第一红外线反光板3及第二红外线反光板4安装在圆形焦罐3的相应平衡位置的焦罐壁上，根据圆形焦罐3每次旋转到位后的位置基本一致，因此，第一红外线反光板3及第二红外线反光板4分别安装在圆形焦罐对称的两个吊耳旁边的焦罐壁上，并第一红外线反光板3到第一红外线检测装置1的间距与第二红外线反光板4到第二红外线检测装置2的间距相同(两组红外线光距相同)；第一红外线反光板3接收第一红外线检测装置1发出的第一组红外线(图1中上面一组箭头中的虚线箭头所示)并形成第一组反射光(图1中上面一组箭头中的带点的虚线箭头所示)返回至第一红外线检测装置1，第二红外线反光板4接收第二红外线检测装置2发出的第二组红外线(图1中下面一组箭头中的虚线箭头所示)并形成第二组反射光(图1中下面一组箭头中的带点的虚线箭头所示)返回至第二红外线检测装置2，并两组红外线及两组反射光的光速均相同；第一组、第二组反射光分别通过第一、第二红外线检测装置接收后，分别产生第一、第二电脉冲；第一、第二电脉冲分别经过置于第一、第二红外线检测装置内传感器中的微处理器转换成第一、第二模拟量数据；所述两个红外线反光板均由不锈钢材质制成，宽度为20mm、高度为10mm、厚度为3mm；

所述PLC控制器5是驱动装载圆形旋转焦罐的电车拖运车的控制器，所述第一红外线检测装置1，第二红外线检测装置2与PLC控制器5连接，并将各自产生的所述第一、第二模拟量数据送入PLC控制器5，由PLC控制器5检测第一、第二模拟量数据差值信号是否在许可范围内，如果在许可范围内产生焦罐平衡信号，说明圆形旋转焦罐处在平衡位置；

所述机械式摆杆限位装置包含四个机械式的限位摆杆81-84，四个限位摆杆81-84沿圆形旋转焦罐两扇闸门边缘位置、均匀安装在焦罐横移台车支架(未图示)上，四个限位摆杆81-84串联连接，串联回路一端连接设置在焦罐横移台车上的直流电源7，另一端连接安装在电车拖运车上的磁感应线圈9一端，磁感应线圈9另一端与磁感应接收器10一端连接，磁感应接收器10另一端与所述PLC控制器5连接；当圆形旋转焦罐正常放下到位时，焦罐闸门正好压在四个限位摆杆81-84上，各限位摆杆接通，使得限位摆杆内置弹簧触片闭合，直流电源9通电使得磁感应线圈9得电产生磁场，使安装在电车拖运车上的磁感应接收器对应接通，产生限位摆杆接通信号，PLC控制器5接收到限位摆杆接通信号后产生焦罐到位信号。

本发明的圆形旋转焦罐平衡检测方法是利用上述圆形旋转焦罐平衡检测装置实现的，检测步骤如下：

第一、第二红外线检测装置各自发出的第一组、第二组红外线分别被第一、第二红外线反光板接收，并第一、第二红外线反光板将各自产生的第一组、第二组反射光分别返回至第一、第二红外线检测装置，使第一、第二红外线检测装置各自产生第一、第二电脉冲，经转换，各自形成第一、第二模拟量数据；

第一、第二红外线检测装置分别将各自形成的第一、第二模拟量数据送入PLC控制器，由PLC控制器判别第一、第二模拟量数据的差值信号是否在许可范围内，如果在许可范围内就产生焦罐平衡信号；

同时，PLC控制器接收机械式摆杆限位装置的运作信号，当圆形旋转焦罐正常放下到位时，焦罐闸门正好压在机械式摆杆限位装置的四个限位摆杆上，各限位摆杆接通，使得机械式摆杆限位装置通电，产生限位摆杆接通信号，PLC控制器接收到限位摆杆接通信号后产生焦罐到位信号；

PLC控制器判别所述焦罐平衡信号及所述焦罐到位信号是否都产生；二者信号均产生，说明圆形旋转焦罐位置正常，PLC控制器与其它联锁信号一起发出进入下一程序的指令；若二者信号缺失一个或二个信号均缺失，PLC控制器在电车操作盘面上发出报警信号，并阻止装载圆形旋转焦罐的电车拖运车进入下一程序的指令，电车拖运车停止，需人工检查处理后将圆形旋转焦罐复位，满足运转条件后才能进入下一程序，以消除作业风险。

本发明通过现场试验，能够及时发现圆形旋转焦罐在生产作业过程中的异常现象，从而避免焦罐因偏移、滑出等异常原因而造成的生产设备损坏及影响生产正常作业，确保了生产的安全、稳定、顺行。

目前国内7米及7米以上大型焦炉的不断增加，接焦方式均采用旋转型圆形焦罐，在实际生产作业过程中均会遇到圆形焦罐在旋转过程中偏移、滑出的现象，因此，本发明的应用前景广阔。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种圆形旋转焦罐平衡检测装置，其特征在于，由第一红外线检测装置，第二红外线检测装置，第一红外线反光板，第二红外线反光板，PLC控制器及机械式摆杆限位装置组成；

所述第一、第二红外线检测装置平行安装在旋转焦罐的一侧，第一、第二红外线检测装置各由一组传感器组成，分别发出第一组红外线及第二组红外线；

所述第一、第二红外线反光板安装在圆形焦罐的相应平衡位置的焦罐壁上，并第一红外线反光板到第一红外线检测装置的间距与第二红外线反光板到第二红外线检测装置的间距相同；第一红外线反光板接收第一红外线检测装置发出的第一组红外线并形成第一组反射光返回至第一红外线检测装置，第二红外线反光板接收第二红外线检测装置发出的第二组红外线并形成第二组反射光返回至第二红外线检测装置，并两组红外线及两组反射光的光速均相同；第一组、第二组反射光分别通过第一、第二红外线检测装置接收后，各自产生第一、第二电脉冲；第一、第二电脉冲分别经过置于第一、第二红外线检测装置内传感器中的微处理器转换成第一、第二模拟量数据；

所述PLC控制器是驱动装载圆形旋转焦罐的电车拖运车的控制器，所述第一、第二红外线检测装置与PLC控制器连接，并将各自产生的所述第一、第二模拟量数据送入PLC控制器，由PLC控制器检测第一、第二模拟量数据差值信号是否在许可范围内，如果在许可范围内就产生焦罐平衡信号；

所述机械式摆杆限位装置一端与直流电源连接，另一端连接PLC控制器，该限位装置内包含四个限位摆杆，当圆形旋转焦罐正常放下到位时，焦罐闸门压在四个限位摆杆上，各限位摆杆接通，产生限位摆杆接通信号，PLC控制器接收到限位摆杆接通信号后产生焦罐到位信号，

所述第一、第二红外线反光板分别安装在圆形焦罐对称的两个吊耳旁边的焦罐壁上。

2.如权利要求1所述的圆形旋转焦罐平衡检测装置，其特征在于：

所述第一、第二红外线检测装置采用的传感器型号为L-GAGE LT3 。

3.如权利要求1所述的圆形旋转焦罐平衡检测装置，其特征在于：

所述第一、第二红外线反光板均由不锈钢材质制成，宽度为20mm、高度为10mm、厚度为3mm。

4.如权利要求1所述的圆形旋转焦罐平衡检测装置，其特征在于：

所述机械式摆杆限位装置的结构为：该限位装置包含四个机械式的限位摆杆，四个限位摆杆沿圆形旋转焦罐两扇闸门边缘位置、均匀安装在焦罐横移台车支架上，四个限位摆杆串联连接，串联回路一端连接设置在焦罐横移台车上的直流电源，另一端连接安装在电车拖运车上的磁感应线圈一端，磁感应线圈另一端与磁感应接收器一端连接，磁感应接收器另一端与所述PLC控制器连接；在各限位摆杆接通时，直流电源通电使得磁感应线圈产生磁场，磁感应接收器对应接通，产生限位摆杆接通信号。

5.一种圆形旋转焦罐平衡检测方法，采用如权利要求1至4任一项所述的圆形旋转焦罐平衡检测装置，其特征在于，平衡检测方法的步骤如下：

第一、第二红外线检测装置各自发出的第一组、第二组红外线分别被第一、第二红外线反光板接收，并第一、第二红外线反光板将各自产生的第一组、第二组反射光分别返回至第一、第二红外线检测装置，使第一、第二红外线检测装置各自产生第一、第二电脉冲，经转换，各自形成第一、第二模拟量数据；

第一、第二红外线检测装置分别将各自形成的第一、第二模拟量数据送入PLC控制器，由PLC控制器判别第一、第二模拟量数据的差值信号是否在许可范围内，如果在许可范围内产生焦罐平衡信号；

同时，PLC控制器接收机械式摆杆限位装置的运作信号，当圆形旋转焦罐正常放下到位时，焦罐闸门正好压在机械式摆杆限位装置的四个限位摆杆上，各限位摆杆接通，使得机械式摆杆限位装置通电，产生限位摆杆接通信号，PLC控制器接收到限位摆杆接通信号后产生焦罐到位信号；

PLC控制器判别所述焦罐平衡信号及所述焦罐到位信号是否都产生；二者信号均产生，表示圆形旋转焦罐位置正常，PLC控制器与其它联锁信号一起发出进入下一程序的指令；若二者信号缺失一个或二个信号均缺失，PLC控制器发出报警信号，并阻止装载圆形旋转焦罐的电车拖运车进入下一程序的指令，电车拖运车停止，需检查处理后将圆形旋转焦罐复位，满足运转条件后继续进入下一程序。

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