CN110045718A - 一种堆取料机行走编码器的检测方法 - Google Patents

一种堆取料机行走编码器的检测方法 Download PDF

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黄国民
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Abstract

本发明涉及堆取料作业设备运行检测技术领域，公开了一种堆取料机行走编码器的检测方法，具体包括以下步骤：步骤1、传动系统的回转变频器通过以太网将运行频率反馈到PLC控制器；步骤2、通过数学逻辑运算将变频器运行频率转换成行走距离；步骤3、将数学逻辑运算结果与堆取料机行走编码器的值进行比较；其PLC程序中设有数学逻辑运算计算行走距离与行走编码器计算切换模块，本发明通过变频器运行频率反馈信号，在PLC程序进行数学逻辑运算，不存在外部因素影响可损坏逻辑运算，降低了维护工作量，实时监控编码器工作状态，提高编码器工作可靠性，实现了远程中控集中操作。

Description

一种堆取料机行走编码器的检测方法
技术领域
本发明涉及堆取料作业设备运行控制技术领域，具体涉及一种堆取料机行走编码器的检测方法。
背景技术
堆取料机是原料场重要设备，它主要是负责原材料终点堆积及原材料输送源头取料设备。目前钢铁企业原料厂的堆取料机一般都是现场人工操作，存在生产效率低，岗位操作人员工作负荷强度大，而且现场生产环境恶劣等问题。湛钢原料厂为适应企业发展需要，开发了一套人工智能系统，堆取料机实现远程中控集中智能操作。
由于堆取料机引入远程中控集中智能操作，对堆取料机现场检测装置精度及可靠性要求非常高，特别是堆取料机行走编码器的可靠性不但涉及到影响生产效率和造成堆积或取料地址错误，更严重会发生同轨道或相邻堆取料机相撞，发生设备安全事故。因此，如何提高堆取料机行走编码器可靠性是实现远程中控集中智能操作首要解决的问题。
现有编码器校准技术一般是采用RFID地址校正。即在堆取料机上安装一台读写头(阅读器(Reader)以及在地面主皮带托架上等距离安装多个RFID地址牌(电子标签(TAG))也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成。原料厂是在对应堆取料机地面主皮带托架上每10米安装一个RFID电子标签，另外在堆取料机的行走支承座上安装一台阅读器，阅读器通过以太网连接到RFID模块，RFID模块接入PLC系统。每个RFID电子标签设置对应一个地址，当阅读器读到某个电子标签时，通过PLC程序判断编码器值与实际地址相差进行调整。在使用过程，存在以下问题：1、RFID阅读器一段时间出现死机，无法读取数据，造成无法校正；2、RFID电子标签安装在皮带托架上，而堆取料机轨道会发生下沉、调整轨道、现场环境等客观原因，造成RFID阅读器与电子标签相对距离发生超出阅读器感应距离，使无法读到电子标签；3、人工维护工作量大，经常出现电子标签漏读现象；4、无法实时监控编码器状态。因此，如何降低维护工作量、实时监控编码器工作状态、提高编码器工作可靠性是实现远程中控集中智能操作需要解决的首要问题，因此急需一种可以实时监控编码器工作状态、维护工作强度低，可靠性高的方法。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种堆取料机行走编码器状态的检测方法，根据PLC通过以太网控制变频器的传动系统，利用变频器反馈运行频率，通过数学逻辑运算，计算出堆取料机行走轮走过距离，与编码器进行实时比较，对编码器状态监控，应急时如编码器损坏临时代替编码器计算行走地址。
为解决上述发明的目的，本发明提供技术方案如下：
一种堆取料机行走编码器状态的检测方法，包括如下步骤：
步骤1、传动系统的回转变频器通过以太网将运行频率反馈到PLC控制器；
步骤2、通过数学逻辑运算将变频器运行频率转换成行走距离s，其采样周期为1ms，且数学逻辑运算程序写在周期任务功能块内，用于解决PLC扫描周期因运行程序变化而造成的计算误差，确保采样周期稳定，提高计算精度；
步骤3、将数学逻辑运算结果与堆取料机行走编码器的值进行比较，定义编码器值为X，编码器值与计算值的差值为Y，
当X≤50m时，Y＞20cm，判断编码器异常，反之正常；
当X≤100m时，Y＞30cm，判断编码器异常，反之正常；
以此类推，以X为50m，Y为20cm为基准，
当X每增加50m，既Y增加10cm，若差值超过Y，则判断编码器异常，反之正常。
进一步地，所述步骤1中PLC程序中设有数学逻辑运算计算行走距离与行走编码器计算切换模块，用于应急时如编码器损坏临时代替编码器计算行走地址。
进一步地，所述步骤2中行走距离S的转换公式为：
SV＝[(V1+V2)÷2+Vn]÷2
S＝SV*[(1480/50/98.67)*1.982]
式中，V为变频器运行期间间隔相同时间从变频器反馈运行频率取出的各个速度值；
V1为初始变频器反馈运行频率，
V2为第二毫秒的变频器反馈运行频率，
SV为累计变频器反馈运行频率；
1480为电机转速；
50为50HZ/MIN频率；
98.67为减速箱速比；
1.982为走行轮周长。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
本发明采用变频器运行频率反馈信号，在PLC程序进行数学逻辑运算，不存在外部因素影响可损坏逻辑运算，它具有如下优点：
1、逻辑运算部分不存在硬件损坏可能性。
2、单段距离计算误差小。
3、无需维护。
附图说明
图1是本发明实施例中堆取料机走行编码器的网络图；
图2是本发明实施例中行走变频器速度取样值图；
图3是本发明实施例中行走变频器的运行频率特性图；
具体实施方式
结合图1所示，传动系统的回转变频器通过以太网将运行频率反馈到PLC控制器；
结合图2所示，F为频率，T为时间，PLC控制器通过数学逻辑运算将变频器运行频率转换成行走距离S，其采样周期为1ms，且数学逻辑运算程序写在周期任务功能块内，其转换公式为：
SV＝[(V1+V2)÷2+Vn]÷2
S＝SV*[(1480/50/98.67)*1.982]
式中，V为变频器运行期间间隔相同时间从变频器反馈运行频率取出的各个速度值；
V1为初始变频器反馈运行频率，
V2为第二毫秒的变频器反馈运行频率，
式中，SV为累计变频器反馈运行频率；
1480为电机转速；
50为50HZ/MIN频率；
98.67为减速箱速比；
1.982为走行轮周长。
结合图3所示，堆取料机远程智能操作时都是根据需要预先设定变频器运行频率，所以变频器只是在启动和停止时频率才变化，在运行过程中运行频率基本保持不变，这种工况条件有利于计算的准确性。
将数学逻辑运算结果与堆取料机行走编码器的值进行比较，结合表1所示，表1为数学逻辑运算结果与堆取料机行走编码器的值的现场实际试验数据比较表，定义编码器值为X，编码器值与计算值的差值为Y，
当X≤50m时，Y＞20cm，判断编码器异常，反之正常；
当X≤100m时，Y＞30cm，判断编码器异常，反之正常；
以此类推，以X为50m，Y为20cm为基准，
当X每增加50m，既Y增加10cm，若差值超过Y，则判断编码器异常，反之正常。
表1数学逻辑运算结果与堆取料机行走编码器的现场实际试验数据比较表
编码器值X(米) 计算值(米)
100 99.75
50 49.85
25 24.88
10 9.9
进一步地，PLC程序中设有数学逻辑运算计算行走距离与行走编码器计算切换模块，上位机操作画面上增加选择切换按钮，当编码器发生硬件故障或异常现象地，选择计算值代替编码器临时作业。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种堆取料机行走编码器状态的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、传动系统的回转变频器通过以太网将运行频率反馈到PLC控制器；
步骤2、PLC控制器通过数学逻辑运算将变频器运行频率转换成行走距离S，其采样周期为1ms，且数学逻辑运算程序写在周期任务功能块内；
步骤3、将数学逻辑运算结果与堆取料机行走编码器的值进行比较，定义编码器值为X，编码器值与计算值的差值为Y，
当X≤50m时，Y＞20cm，判断编码器异常，反之正常；
当X≤100m时，Y＞30cm，判断编码器异常，反之正常；
当X≤150m时，Y＞40cm，判断编码器异常，反之正常；
以此类推，以X为50m，Y为20cm为基准，
当X每增加50m，既Y增加10cm，若差值超过Y，则判断编码器异常，反之正常。
2.根据权利要求1所述一种堆取料机行走编码器状态的检测方法，其特征在于，所述步骤1中PLC程序中设有数学逻辑运算计算行走距离与行走编码器计算切换模块。
3.根据权利要求1所述一种堆取料机行走编码器状态的检测方法，其特征在于，所述步骤2中行走距离S的转换公式为：
SV＝[(V1+V2)÷2+Vn]÷2
S＝SV*[(1480/50/98.67)*1.982]
式中，V为变频器运行期间间隔相同时间从变频器反馈运行频率取出的各个速度值；
V1为初始变频器反馈运行频率，
V2为第二毫秒的变频器反馈运行频率，
SV为累计变频器反馈运行频率；
1480为电机转速；
50为50HZ/MIN频率；
98.67为减速箱速比；
1.982为走行轮周长。
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