CN110567275B - 一种焙烧炉自动排出炭块控制系统及方法 - Google Patents

一种焙烧炉自动排出炭块控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种焙烧炉自动排出炭块控制系统及方法，包括炉门机构、输送机、顶推机、升降机以及控制单元，其中炉门机构安装于焙烧炉炭块排出口底部，升降机设于炉门机构下、炭块排出口的正下方，输送机设于升降机一侧，顶推机设于升降机另一侧；控制单元采集安装于炉门机构、输送机、顶推机以及升降机的各限位开关信号，输出控制指令至炉门机构、输送机、顶推机以及升降机的执行机构。本发明实现了自动化控制，减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率，使操作和系统更加安全可靠，减少误操作率，在自动排出炭块时大大缩短了操作时间，有效减少了挥发物资的逸出，减小了对车间环境的污染。

Description

一种焙烧炉自动排出炭块控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种焙烧炉炭块排出技术，具体为一种焙烧炉自动排出炭块的控制系统及方法。
背景技术
阳极焙烧炉是周期性加热炉，在焙烧过程中炉体耐火材料也会经历整个焙烧过程的升温和降温冷却，大量的热量用来加热炉体耐火材料，因而造成焙烧炉热效率低。焙烧后的阳极炭块从上部出炉时需要天车及大量的人工配合，且处于停火状态，炉体大幅度的降温，而重新恢复时需要大量的燃料使炉内温度达到预定的温度造成浪费，出炉过程中逸出的挥发物资也对车间环境造成一定的污染。
由人工操作来实现多台(最多可达400台以上)焙烧炉炭块的排出，需要耗费大量的工时，增加了人工劳动强度，也容易造成操作失误等混乱现象。
发明内容
针对现有技术中焙烧炉排出炭块及恢复炉温时造成大量人力及燃料的浪费等不足，本发明要解决的问题是提供一种减轻操作人员的劳动强度，节省燃料的焙烧炉自动排出炭块的控制系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种焙烧炉自动排出炭块控制系统，包括炉门机构、输送机、顶推机、升降机以及控制单元，其中炉门机构安装于焙烧炉炭块排出口底部，升降机设于炉门机构下、炭块排出口的正下方，输送机设于升降机一侧，顶推机设于升降机另一侧；控制单元采集安装于炉门机构、输送机、顶推机以及升降机的各限位开关信号，输出控制指令至炉门机构、输送机、顶推机以及升降机的执行机构。
所述各限位开关包括设于炉门机构中的第一～二限位开关，安装于顶推机中的第五、六限位开关，安装于输送机上的第三、九限位开关，安装于升降机中按上、中、下位置布置的第四、七、八限位开关。
第一～九限位开关分别为感应式接近开关、光电开光或机械式行程开关的一种或组合。
本发明还具有炉门机构开启按钮，其与控制单元的输入端相连。
本发明还具有紧急制动开关，其与控制单元的输入端相连。
本发明一种焙烧炉自动排出炭块控制方法，包括以下步骤：
系统上电，设备初始化；
当焙烧炉炭块排出时间到，升降机的活塞杆伸出到炭块的下部，炉门机构打开；
炭块在重力的作用下落至升降机的升降平台上，升降机的活塞杆开始缩回；
当该炭块移出焙烧炉时，炉门机构关闭，升降机的活塞杆继续缩回至原始位置；
顶推机的活塞杆伸出将炭块推至输送机上后，顶推机的活塞杆缩回至原始位置；
输送机运行，将炭块输送至下一工位，一次炭块排出过程完成，输送机6停止，等待下一次操作。
设备初始化包括：炉门机构关闭，升降机处于最低限位，顶推机的活塞杆处于缩回到位状态。
各动作指令由控制单元根据各限位开关检测的到位信号进行判断实现，具体为：
当焙烧炉炭块排出时间到，控制单元发送升降机启动指令，控制升降机上升；
当第四限位开关检测到升降机上升至上限位即炉门机构下方时，控制单元发送指令，升降机停止上升；同时控制单元还发送指令，炉门机构打开，炭块由焙烧炉炭块排出口经炉门机构掉落到升降机的接料台面上；
第二限位开关检测到炉门机构打开到位后，控制单元发送指令，载有炭块的升降机开始下降；升降机到中位时，控制单元发送指令，炉门机构关闭；
当第一限位开关检测到炉门机构关闭到位，控制单元发送指令，升降机继续下降；
第八开关检测到升降机下降到低位时，控制单元发送指令，升降机停止下降，同时顶推机的活塞杆伸出，将升降机上的炭块推至输送机上；
当第三限位开关检测到炭块在输送机上，控制单元发送指令，顶推机9的活塞杆缩回，输送机运行；
第九限位开关检测炭块在输送机运行到位后，控制单元发送指令：输送机停止运行。
如果炉门机构不处在关闭到位状态，升降机、顶推机以及输送机停止运行。
焙烧炉炭块排出时间由人工按下控制按钮、控制单元接收，或由控制单元的定时器给出排出时间到信号。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明实现了自动化控制，减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率，使操作和系统更加安全可靠，减少误操作率。
2.本发明只有在排出炭块时炉门机构打开，其余时间炉门机构是密闭的，而且在自动排出炭块时大大缩短了操作时间，有效减少了挥发物资的逸出，减小了对车间环境的污染。
3.焙烧炉连续作业没有降温阶段，大量节约能量。
附图说明
图1为本发明的焙烧炉自动排出炭块的控制系统和控制方法结构示意图。
其中，1为炭块，2为第一限位开关，3为第二限位开关，4为炉门机构，5为炉门机构开启按钮，6为输送机，7为第三限位开关，8为第四限位开关，9为顶推机，10为第五限位开关，11为第六限位开关，12为第七限位开关，13为第八限位开关，14为升降机，15为第九限位开关。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明焙烧炉自动排出炭块控制系统，包括炉门机构4、输送机6、顶推机9、升降机14以及控制单元，其中炉门机构4安装于焙烧炉炭块排出口底部，升降机14设于炉门机构4下、炭块排出口的正下方，输送机6设于升降机一侧，顶推机设于升降机另一侧；控制单元采集安装于炉门机构、输送机、顶推机以及升降机的各限位开关信号，输出控制指令至炉门机构4、输送机6、顶推机9以及升降机14的执行机构。
图1中给出了各限位开关安装位置示意图，包括设于炉门机构4中的第一～二限位开关2、3，安装于顶推机9中的第五、六限位开关10、11，安装于输送机6上的第三、九限位开关7、15，安装于升降机14中按上、中、下位置布置的第四、七、八限位开关8、12、13。上述各限位开关分别为感应式接近开关、光电开光或机械式行程开关。
本发明还具有炉门机构开启按钮5，安装于便于操作的位置(如现场控制面板上)，其与控制单元的输入端相连；同时，还设有紧急制动开关1～2个，1～2个紧急制动开关与控制单元的输入端相连。紧急制动开关可设于便于操作的位置(如现场控制面板上)，两个紧急制动开关可实现异地急停控制，以加强安全性。
本实施例中，控制单元采用PLC实现，利用PLC的数字量输入输出模块实现现场各限位开关发送的开关量信号的采集以及控制指令的输出，同时还可利用PLC内部自带的定时器自动发送排出炭块开始指令。本实施例中，一台焙烧炉每隔24小时排出一块炭块，多台(最多达几百台)焙烧炉按各自的焙烧开始时间进行计时。
本发明一种焙烧炉自动排出炭块控制方法，包括以下步骤：
系统上电，设备初始化；
当焙烧炉炭块排出时间到，升降机14的活塞杆伸出到炭块1的下部，炉门机构4打开；
炭块1在重力的作用下落至升降机14的升降平台上，升降机14的活塞杆开始缩回；
当该炭块移出焙烧炉时，炉门机构4关闭，升降机14的活塞杆继续缩回至原始位置；
顶推机9的活塞杆伸出将炭块1推至输送机6上后，顶推机9的活塞杆缩回至原始位置；
输送机6运行，将炭块输送至下一工位，一次炭块排出过程完成，输送机6停止，等待下一次操作。
本实施例中，设备初始化是使各机构回到原始位置包括：炉门机构4关闭，升降机14处于最低限位，顶推机9的活塞杆处于缩回到位状态。
各动作指令由控制单元根据各限位开关检测的到位信号进行判断实现，具体为：
当焙烧炉炭块排出时间到，控制单元发送升降机14启动指令，控制升降机14上升；
当第四限位开关8检测到升降机14上升至上限位即炉门机构4下方时，控制单元发送指令，升降机14停止上升；同时控制单元还发送指令，炉门机构4打开，炭块1由焙烧炉炭块排出口经炉门机构4掉落到升降机14的接料台面上；
第二限位开关3检测到炉门机构4打开到位后，控制单元发送指令，载有炭块的升降机14开始下降；升降机14下降到中位时，控制单元发送指令，炉门机构4关闭；
当第一限位开关2检测到炉门机构4关闭到位，控制单元发送指令，升降机14继续下降；
当第八开关13检测到升降机14下降到低位，控制单元发送指令，升降机14停止下降，同时顶推机9的活塞杆伸出，将升降机14上的炭块推至输送机6上；
当第三限位开关7检测到炭块1在输送机6上，控制单元发送指令，顶推机9的活塞杆缩回，输送机6运行；
第九限位开关15检测炭块1在输送机6运行到位后，控制单元发送指令：输送机6停止运行。
如果炉门机构4不处在关闭到位状态，顶推机9以及输送机6停止运行。
本发明中，按焙烧炉的数量设置输送机6，可以根据焙烧炉的安装位置进行分组，每组安装一台输送机6实现共用。
同时，多台焙烧炉可共用一个控制单元，只要选用具有足够输出输出模块(如I/O模块)通过编程即可实现，可以降低设备成本投入。

Claims (4)

1.一种焙烧炉自动排出炭块控制方法，其特征在于包括以下步骤：
系统上电，设备初始化；
当焙烧炉炭块排出时间到，升降机的活塞杆伸出到炭块的下部，炉门机构打开；
炭块在重力的作用下落至升降机的升降平台上，升降机的活塞杆开始缩回；
当该炭块移出焙烧炉时，炉门机构关闭，升降机的活塞杆继续缩回至原始位置；
顶推机的活塞杆伸出将炭块推至输送机上后，顶推机的活塞杆缩回至原始位置；
输送机运行，将炭块输送至下一工位，一次炭块排出过程完成，输送机停止，等待下一次操作；
各动作指令由控制单元根据各限位开关检测的到位信号进行判断实现，具体为：
当焙烧炉炭块排出时间到，控制单元发送升降机启动指令，控制升降机上升；
当第四限位开关检测到升降机上升至上限位即炉门机构下方时，控制单元发送指令，升降机停止上升；同时控制单元还发送指令，炉门机构打开，炭块由焙烧炉炭块排出口经炉门机构掉落到升降机的接料台面上；
第二限位开关检测到炉门机构打开到位后，控制单元发送指令，载有炭块的升降机开始下降；升降机到中位时，控制单元发送指令，炉门机构关闭；
当第一限位开关检测到炉门机构关闭到位，控制单元发送指令，升降机继续下降；
第八开关检测到升降机下降到低位时，控制单元发送指令，升降机停止下降，同时顶推机的活塞杆伸出，将升降机上的炭块推至输送机上；
当第三限位开关检测到炭块在输送机上，控制单元发送指令，顶推机的活塞杆缩回，输送机运行；
第九限位开关检测炭块在输送机运行到位后，控制单元发送指令：输送机停止运行。
2.按权利要求1所述的焙烧炉自动排出炭块控制方法，其特征在于：设备初始化包括：炉门机构关闭，升降机处于最低限位，顶推机的活塞杆处于缩回到位状态。
3.按权利要求1所述的焙烧炉自动排出炭块控制方法，其特征在于：如果炉门机构不处在关闭到位状态，升降机、顶推机以及输送机停止运行。
4.按权利要求1所述的焙烧炉自动排出炭块控制方法，其特征在于：焙烧炉炭块排出时间由人工按下控制按钮、控制单元接收，或由控制单元的定时器给出排出时间到信号。
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