CN1323129C - 一种焦炉机械炉号识别及自动对位系统 - Google Patents

一种焦炉机械炉号识别及自动对位系统 Download PDF

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Abstract

一种焦炉机械炉号识别及自动对位系统属于工控自动化技术领域。采用了二进制编码技术、PLC中断技术、变频器矢量闭环控制技术、以太网通讯技术、总线通讯技术等。使炉号识别及对位、联锁自动完成，提高了自动化控制水平，减轻了操作及维护人员的劳动强度，提高了生产效率，提高了车辆之间联锁的可靠性。主要适用于钢铁公司焦化厂的焦炉机械设备上。

Description

一种焦炉机械炉号识别及自动对位系统
技术领域
本发明属于工控自动化技术领域。
背景技术
在冶金行业的焦炉专业中，自动化操作控制方面比较落后，过去焦炉机械的车辆炉号的识别及对位完全靠人眼来观察，人工来操作，在冬季和雨季，车辆对位视线不好，熄焦时水蒸气不易散发，熄焦车、拦焦机似于雾中行驶，看不清炉号引起误操作，以致于造成红焦落地事故；焦炉车辆之间的联锁，也靠人工通话等方式来实现，司机利用通话不能反映车辆是否对准位置，不可靠，容易发生推错炉号等事故。
发明内容
本发明的目的就是提供一种提高自动化控制水平和生产效率，精度高，运行稳定，抗磨损，易于维修，市场应用前景广泛的焦炉机械炉号识别及自动对位系统。
本实用新型的技术解决方案是，一种焦炉机械炉号识别及自动对位系统，包括三部分：
a.炉号识别系统，用于炉号识别的码盘4按炉号编码，采用七位二进制编码，设置有起始位12、校验位13、停止位14，码盘4对应每一炉号安放在轨道10上，一个炉号，一个码盘4；地面安装对应炉号的码盘4，车辆上安装码盘识别装置2，码盘识别装置2由接收端3和发射端5组成，内置有光纤连接的光电开关7，用于识别码盘4，通过光纤连接PLC柜里的光电开关7，把光信号转化成电信号，进入PLC柜里的中断模块；这样当车辆移动时，通过每个码盘的光电信号在中断模块上显示不同的数值，对应相应的炉号，即炉号识别；
b.自动对位系统，采用变频器矢量闭环控制技术及PLC中断技术、总线通讯技术，车辆自动对位走行时，采用变频矢量闭环控制、总线通讯，采用变频器矢量控制方式控制变频电机走行，采用闭环编码器用于闭环控制，变频器、PLC与位置检测用光电编码器之间用总线通讯，走行电机按照PLC的控制加减速、对位停止；位置检测用光电编码器用于粗对位，码盘4用于精确对位；采用HMI或工控机进行操作，输入所要到的炉号，然后确认；机械按发出的指令自动走行到所要到的炉号前，对位精度±10mm；在轨道上有与车辆走行同步的测速轮，里面装有位置检测用编码器，通过Profibus-DP总线连接到变频器和PLC；电机轴上安装闭环控制编码器，变频器进行矢量闭环控制；
c.车辆联锁系统，车辆包括推焦机25、装煤车26、拦焦机27、电机车28，地面站29由工控机36、地面站无线适配器38和地面站无线天线39构成；车辆联锁采用无线以太网通讯，通过工控设备进行监控，实现车辆之间的通讯和联锁；结合自动对位，将每一个车辆当前的位置，在各车辆的HMI32和地面站29的工控机36上显示出来，进行监控，当车辆到达所要到的炉号并且对位精度在±10mm范围内时，允许推焦或装煤。
推焦机25、装煤车26、拦焦机27、电机车28各由PLC可编程控制器30、以太网卡31、HMI人机界面32、交换机33、以太网34、无线适配器35、无线天线37和机体40构成。
本发明所达到的有益效果是，提高自动化操作控制水平，提高作业效率，减少人工操作的失误；精度高，自动对位精度±10mm，满足生产的实际要求；运行稳定，抗磨损，易于维修；国内许多大型焦化厂都需要上这套系统，市场应用前景广泛。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1是本发明的炉号识别系统构成俯视图。
图2是本发明的炉号识别系统构成侧视图。
图3是本发明的炉号识别系统构成中的码盘编码描述图。
图4是本发明的自动对位系统构成图。
图5是本发明的车辆联锁系统构成图。
图6是本发明的推焦机构成图。
图中：2.码盘识别装置，3.光纤接收端，4.码盘，5.光纤发射端，7.光电开关，8.光纤，9.车辆，10.轨道，12.起始位，13.校验位，14.停止位，15.码盘二进制编码，16.PLC可编程控制器，17.1#走行变频器，18.1#闭环控制编码器，19.1#走行电机，20.2#走行变频器，21.2#闭环控制编码器，22.2#走行电机，23.位置检测用光电编码器，24.现场总线，25.推焦机，26.装煤车，27.拦焦机，28.电机车，29.地面站，30.PLC可编程控制器，31.以太网卡，32.HMI人机界面，33.交换机，34.以太网，35.无线适配器，36.工控机，37.无线天线，38.地面站无线适配器，39.地面站无线天线，40.机体。
具体实施方式
推焦机25、装煤车26、拦焦机27、电机车28各由PLC可编程控制器30、以太网卡31、HMI人机界面32、交换机33、以太网34、无线适配器35、无线天线37和机体40构成。
炉号识别系统，用于炉号识别的码盘4按炉号编码，采用七位二进制编码，设置有起始位12、校验位13、停止位14，码盘4对应每一炉号安放在轨道10上，一个炉号，一个码盘4；地面安装对应炉号的码盘4，车辆上安装码盘识别装置2，码盘识别装置2由接收端3和发射端5组成，内置有光纤连接的光电开关7，用于识别码盘4，通过光纤连接PLC柜里的光电开关7，把光信号转化成电信号，进入PLC柜里的中断模块；这样当车辆移动时，通过每个码盘的光电信号在中断模块上显示不同的数值，对应相应的炉号，即炉号识别；
自动对位系统，采用变频器矢量闭环控制技术及PLC中断技术、总线通讯技术，车辆自动对位走行时，采用变频矢量闭环控制、总线通讯，采用变频器矢量控制方式控制变频电机走行，采用闭环编码器用于闭环控制，变频器、PLC与位置检测用光电编码器之间用总线通讯，走行电机按照PLC的控制加减速、对位停止；位置检测用光电编码器用于粗对位，码盘4用于精确对位；采用HMI或工控机进行操作，输入所要到的炉号，然后确认；机械按发出的指令自动走行到所要到的炉号前，对位精度±10mm；在轨道上有与车辆走行同步的测速轮，里面装有位置检测用编码器，通过Profibus-DP总线连接到变频器和PLC；电机轴上安装闭环控制编码器，变频器进行矢量闭环控制；
车辆联锁系统，车辆包括推焦机25、装煤车26、拦焦机27、电机车28，地面站29由工控机36、地面站无线适配器38和地面站无线天线39构成；车辆联锁采用无线以太网通讯，通过工控设备进行监控，实现车辆之间的通讯和联锁；结合自动对位，将每一个车辆当前的位置，在各车辆的HMI32和地面站29的工控机36上显示出来，进行监控，当车辆到达所要到的炉号并且对位精度在±10mm范围内时，允许推焦或装煤。
当在HMI32上输入炉号5后，车辆先通过位置编码器来判断当前位置，进而决定走行是高中低哪种速度，当还有2个左右炉距时在低频率下低速走行，然后再根据码盘4识别是否为炉号5，进行精准对位。

Claims (2)

1.一种焦炉机械炉号识别及自动对位系统，其特征在于，包括三部分：
a.炉号识别系统，用于炉号识别的码盘(4)按炉号编码，采用七位二进制编码，设置有起始位(12)、校验位(13)、停止位(14)，码盘(4)对应每一炉号安放在轨道(10)上，一个炉号，一个码盘(4)；地面安装对应炉号的码盘(4)，车辆上安装码盘识别装置(2)，码盘识别装置(2)由接收端(3)和发射端(5)组成，内置有光纤连接的光电开关(7)，用于识别码盘(4)，通过光纤连接PLC柜里的光电开关(7)，把光信号转化成电信号，进入PLC柜里的中断模块；这样当车辆移动时，通过每个码盘的光电信号在中断模块上显示不同的数值，对应相应的炉号，即炉号识别；
b.自动对位系统，采用变频器矢量闭环控制技术及PLC中断技术、总线通讯技术，车辆自动对位走行时，采用变频矢量闭环控制、总线通讯，采用变频器矢量控制方式控制变频电机走行，采用闭环编码器用于闭环控制，变频器、PLC与位置检测用光电编码器之间用总线通讯，走行电机按照PLC的控制加减速、对位停止；位置检测用光电编码器用于粗对位，码盘(4)用于精确对位；采用HMI或工控机进行操作，输入所要到的炉号，然后确认；机械按发出的指令自动走行到所要到的炉号前，对位精度±10mm；在轨道上有与车辆走行同步的测速轮，里面装有位置检测用编码器，通过Profibus-DP总线连接到变频器和PLC；电机轴上安装闭环控制编码器，变频器进行矢量闭环控制；
c.车辆联锁系统，车辆包括推焦机(25)、装煤车(26)、拦焦机(27)、电机车(28)，地面站(29)由工控机(36)、地面站无线适配器(38)和地面站无线天线(39)构成；车辆联锁采用无线以太网通讯，通过工控设备进行监控，实现车辆之间的通讯和联锁；结合自动对位，将每一个车辆当前的位置，在各车辆的HMI(32)和地面站(29)的工控机(36)上显示出来，进行监控，当车辆到达所要到的炉号并且对位精度在±10mm范围内时，允许推焦或装煤；
2.根据权利要求1所述的一种焦炉机械炉号识别及自动对位系统，其特征在于，推焦机(25)、装煤车(26)、拦焦机(27)、电机车(28)各由PLC可编程控制器(30)、以太网卡(31)、HMI人机界面(32)、交换机(33)、以太网(34)、无线适配器(35)、无线天线(37)和机体(40)构成。
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