CN202985787U - 全数字自动控制的火泥配料装置 - Google Patents

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杨莉
刘春平
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Abstract

本实用新型是全数字自动控制的火泥配料装置,主要由大小料仓组、电动绞龙、运料小车及控制系统组成;大料仓组位于一个工位,设有多个大料仓,小料仓组位于另一个工位,设有多个小料仓;配料时,由运料小车依次停在这两个工位处,通过运料小车上的小车料斗进行接料和称重,称重由装在小车料斗下方的称重传感器实施,该称重传感器监控小车料斗的下料前和下料后的重量变化,控制系统通过读取重量变化的数值来控制各个电动绞龙的工作状态;配料完成后,小车料斗随运料小车移动到转运的工位处,再由行车吊起装满配料的小车料斗运走,然后换上没有装料的小车料斗进行下一轮配料。本实用新型易于操作,减轻了工人的劳动强度,提高了生产效率。

Description

全数字自动控制的火泥配料装置
技术领域
本实用新型涉及耐火行业火泥配置领域,特别是一种全数字自动控制的火泥配料装置。 
背景技术
火泥制备是钢铁行业所需耐火材料制造的关键环节之一。制备高端耐火泥制品所需的原材料涉及十余种,并且各种耐火泥制品的配方都不相同,工艺较为复杂,一直以来都是靠人手工配置。随着耐火泥制品的需求量增大、人工成本增加、以及工人对工作环境安全环保要求的提高,单纯靠人手工配置的生产方式已经不能满足现实生产需求,为此有必要提供一种新型方法及机械设备。 
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:为克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种全数字自动控制的火泥配料装置,实现根据工艺配方,自动秤重配料加工。 
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:主要由大小料仓组、电动绞龙、运料小车及控制系统组成。其中:大料仓组位于一个工位,设有多个大料仓,小料仓组位于另一个工位,设有多个小料仓;配料时,由运料小车依次停在这两个工位处,通过运料小车上的小车料斗进行接料和称重,称重由装在小车料斗下方的称重传感器实施,该称重传感器监控小车料斗的下料前和下料后的重量变化,控制系统通过读取重量变化的数值来控制各个电动绞龙的工作状态;配料完成后,小车料斗随运料小车移动到转运的工位处,再由行车吊起装满配料的小车料斗运走,然后换上没有装料的小车料斗进行下一轮配料。 
所述的大料仓,其下端配备1个由变频器控制的大电动绞龙,在大料仓与大绞龙之间装有大料仓插板,用来隔离不用的料仓或通过调节插板间隙控制大料仓的下料速度。 
所述的小料仓,其下端配备1个由变频器控制的小绞龙,在小料仓与小绞龙之间装有小料仓插板,用来隔离不用的料仓或通过调节插板间隙控制小料仓的下料速度。 
在小料仓组的上方设有抽风除尘系统,该抽风除尘系统含吸尘风道,气动蝶阀、喷吹电磁阀座、喷吹电磁脉冲阀、快拆式粉尘滤芯,所述快拆式粉尘滤芯装在小料仓顶部喷吹电磁阀座下面的风管内,喷吹电磁脉冲阀安装在喷吹电磁阀座上,喷吹电磁的进气端与外部气源用气管相连接,开料仓门进行抽风除尘时,吸尘气流经吸尘风道、气动蝶阀、含有电磁阀座和装有快拆式粉尘滤芯的管道将小料仓中产生的尘雾排向装置外;反冲清洁粉尘滤芯时,关断气动蝶阀、喷吹电磁启动,用外部气源喷吹尘滤芯,减少滤芯堵死几率,降低快拆式粉尘滤芯的更换次数,减少成本,吸尘风道中的各部分间用法兰管道连接,便于检修更换。 
所述控制系统主要由可编程逻辑控制器和一套上位机人机控制界面组成,该人机控制界面由工控机和显示器实现,人机界面通过工控机的一个串口与可编程逻辑控制器建立通讯连接,并保持交换数据,人机界面通过工控机的另一个串口与安装在控制柜面板上的称重仪建立通讯连接,并实时读取当前重量数据。 
所述电动绞龙,其电机的控制机构是由一组结构相同的断路器、变频器、接触器、中间继电器、绞龙电机组成。其中:第一断路器、第一变频器、第一接触器、第一中间继电器和第一绞龙电机组成一个下料控制单元,控制多个小电动绞龙依次下料;第二断路器、第二变频器、第二接触器、第二中间继电器和第二绞龙电机组成另一个下料控制单元,控制多个大电动绞龙依次下料。 
本实用新型与现有技术比较,主要有以下优点: 
1. 针对火泥配方中原料众多,主料品种少所占比例高,辅料品种多,所占比例低,本装置设计了双工位配料仓结构,一个配料仓在4#工位处,由4个大料仓组成;另一个配料仓在8#工位处,由8个小料仓组成,这样既保证了配置辅料时的精度要求,也能满足配置主料时的速度要求。
2.针对火泥配料需要自动秤重的特点,在运料小车的料斗的底部,安装有称重传感器,能够对进入料斗的配料进行度量,并将称重的实时数值经重量显示仪送到工控机中进行自动下料控制。 
3.针对火泥配料时扬尘大的特点,在小料仓组上方配置了除尘系统,吸尘风道能将扬尘排出,这样既减少了生产过程中的粉尘对工人身体的伤害,防止工人得职业病,又加大了对环境的保护,同时也节约了原材料,尽可能的减少浪费。 
4. 通过设计一套自动计算配料量的程序和安装在接料小车上的计量传感器,操作人员只需通过人机界面输入下料的配方和批数,按下启动按钮,装置即可自动配料,并能将每批料实际配比数量自动记录存档备查,能减少产品的因配料错误产生的质量问题,帮助工艺人员不断提高产品质量。 
5. 研制的带图文显示的全中文自动火泥配料界面,缩短了操作者对新设备的熟悉过程,各种称量数据实时显示在控制屏上,提高了设备生产的自动监控能力,减少了操作人员的劳动强度,改善了工作环境。 
6. 采用全数字自动控制技术,控制程序调试和更改方便,系统故障能自动检测和报警,便于现场进行设备维护和检修。 
总之,本实用新型针对火泥制备的特点,采用了双工位配料结构,从而能够提升火泥制备的速度,并且生产过程简单易于操作,把工人从繁琐重复的劳动中解放了出来,减轻了工人的劳动强度,提高了生产效率。 
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。 
图2是图1的俯视图。 
图3是本实用新型使用时工艺流程的示意图。 
图4是本实用新型的电控系统示意图。 
图5是本实用新型的绞龙电机控制图。 
图中:1.小绞龙; 2. 8#工位; 3.小料仓; 4.快拆式粉尘滤芯; 5.喷吹电磁阀座; 6.电磁脉冲阀; 7.气动蝶阀; 8.吸尘风道; 9.小料仓插板; 10.小车料斗; 11.大绞龙; 12.运料小车; 13.称重传感器; 14.电动机及减速机; 15.大料仓;16. 1#工位; 17. 4#工位;18.大料仓插板; 19.工控机和显示器;  20.按钮及转换开关; 21.可编程逻辑控制器; 22.组件; 23.称重仪; 24.第一断路器; 25.第一变频器; 26.第一接触器; 27.第一中间继电器; 28.第一绞龙电机;  29.第二断路器; 30.第二中间继电器; 31.第二变频器; 32.第二接触器; 33.第二绞龙电机。 
具体实施方式
本实用新型为了能保证配料重量的精度,采用了双工位结构,即4#工位配主料,8#工位配辅料。针对主料重量大、精度允许范围内的绝对误差值相对也大的特点,采取大绞龙下料的方式,提高了下料速度。辅料重量小、精度要求高,控制难度很大,为此采取专用小绞龙下料的方式,提高了下料精度。 
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明,但不限定本实用新型。 
本实用新型提供的全数字自动控制的火泥配料装置,其结构如图1和图2所示,针对火泥配方中原料众多,主料品种少所占比例高,辅料品种多,所占比例低,本装置设计了双工位配料仓结构,一个配料仓在4#工位17处,由4个大料仓15组成大料仓组;另一个配料仓在8#工位2处,由8个小料仓3组成小料仓组,这样既保证了配置辅料时的精度要求,也能满足配置主料时的速度要求。配料时,由运料小车12分别在4#和8#两处工位进行接料和称重,配料完成后,运料小车12移动到1#工位16处,等待搬运人员将装满配料的小车料斗10运走,然后换上没有装料的小车料斗10,进行下一轮配料。 
所述的小料仓组中,每个小料仓3的下端配备1个小绞龙1(小型电动绞龙粉料输送机),在小料仓3与小绞龙1之间装有小料仓插板9,用来隔离不用的料仓或通过调节插板间隙,可以控制下料速度。工作时,小料仓3中的粉料由小绞龙1送到等待在出口下方的小车料斗10中,小绞龙1的电机采用第一变频器25进行速度控制,速度高,出料速度快,速度低,称料准确性更高,控制系统通过读取称重传感器13的数值,确定小绞龙电机运行的速度,这样可以保证配置小料精度的同时还加快了配置小料的速度。在小料仓组上方设计抽风除尘系统一套如图1所示,该抽风除尘系统含快拆式粉尘滤芯4、喷吹电磁阀座5、电磁脉冲阀6、气动蝶阀7、吸尘风道8。工人在给小料仓3添加原料时,先打开小料仓3仓门,可编程逻辑控制器(PLC)21通过仓门限位检测到仓门打开时,会自动打开气动蝶阀7(关闭电磁脉冲阀6)进行抽风除尘,上料完毕关闭小料仓3的仓门,PLC自动打开喷吹电磁脉冲阀6(关闭气动蝶阀7)反冲快拆式粉尘滤芯4,防止滤芯被粉尘堵塞导致除尘系统失效。 
所述的大料仓组中,每个大料仓15的下端配备1个大绞龙11(大型电动绞龙粉料输送机),在大料仓15与大绞龙11之间装有大料仓插板18,用来隔离不用的料仓或通过调节插板间隙,可以控制下料速度。工作时,大料仓15中的粉料由大绞龙11送到等待在出口下方的小车料斗10中,大绞龙11的电机采用第二变频器31进行速度控制,速度高,出料速度快,速度低,称料准确性更高,控制系统通过读取称重传感器13的数值,确定大绞龙电机运行的速度,这样可以保证配置大料精度的同时还加快了配置大料的速度。给大料仓15上料时,直接用行车吊上装满料的专用大编织袋放入大料仓15里即可,故没有在此处设计抽风除尘系统。
所述的运料车主要由运料小车12、称重传感器13、运料小车的电动机及减速机14组成,主要用于小车料斗10到各工位接装料粉,并对接装的料粉进行称重。电动机及减速机14用来为运料小车提供动力,使运料小车能在固定轨道上往返行走,碰到限位开关能减速停止,称重传感器13安装在小车料斗10的下方用来检测小车料斗10及其中粉料的总重量,通过监控下料前和下料后的重量变化,控制各个电动绞龙的工作状态。大、小料配置完成后的运料小车12停止在1#工位16上,工人用行车吊起停在此工位的运料小车12上的小车料斗10,更换上新的空小车料斗10后,于此可以连续生产。 
所述电磁脉冲阀6可以采用DMF电磁脉冲阀。 
所述电控系统结构参见图4:可编程逻辑控制器21(PLC)可采用欧姆龙公司的CP1H型产品。所采用的一套上位机人机控制界面由工控机和显示器19实现,其中工控机可以采用台湾的研华IPC-510MB工控机,显示器可以采用长城L2282显示器。PLC控制程序通过CX-Programmer 7.3编程软件进行编写。人机界面通过工控机的一个串口与PLC 建立通讯连接,并保持交换数据;通过工控机的另一个串口与称重仪23(重量显示仪)建立通讯连接,并实时读取当前重量数据。PLC接收上位机数据和指令,综合外部输入按钮及转换开关20等条件状态给出相应的输出,控制由阀、绞龙、电动泵和小车电机构成的组件22运行。 
所述绞龙电机的控制机构如图5所示,其由一组结构相同的断路器、变频器、接触器、中间继电器、绞龙电机组成。其中:第一断路器24、第一变频器25、第一接触器26、第一中间继电器27和第一绞龙电机28组成一个下料控制单元,控制8个小绞龙1依次下料;第二断路器29、第二变频器31、第二接触器32、第二中间继电器30和第二绞龙电机33组成另一个下料控制单元,控制4个大绞龙11依次下料。4个大绞龙11由一台变频器25控制,8个小绞龙1则由另外一台变频器31控制,即采用的是1拖4和1拖8的控制方式(图5),下料时可编程逻辑控制器(PLC)21可根据配方需要分别控制第一接触器26、第二接触器32吸合,依次切换到当前第一绞龙电机28、第二绞龙电机33,节约了安装空间和成本。 
本实用新型提供的全数字自动控制的火泥配料装置充分考虑到了设备检修时的情况。下料绞龙一旦出现故障需要拆卸下检修时,不可能在料仓有剩余料的情况下拆卸,否则原料会全部漏到地上,所以设计了小料仓插板9和大料仓插板18,如图1所示,需要拆下绞龙检修时,将插板向内插入堵死下料口,就可以有效防止漏料的情况,方便检修和维护。此外,调节插板插入的深度也可以辅助调节下料的速度和精度。 
本实用新型提供的全数字自动控制的火泥配料装置操作简单,有手动和自动两种操作模式,在手动状态,可以通过面板的控制按钮20,手动开启组件22,检查其是否工作正常。在自动状态,则接受上位机系统全自动控制,进行自动配料,参见图3。系统自检通过,机床状态一切正常时,工人通过人机控制界面选择并设定需生产的火泥配方和批数后点击人机界面启动配料按钮,然后由PLC控制对应的各个料仓的绞龙电机依次旋转下料,直到达到指定重量后停止,全部配料过程由系统自动完成。一个批次完成后,PLC根据工人之前设定的批数和当前批次进行对比,已经完成所有批次时,配料过程全部结束,系统进入已完成并等待下次下料状态;如果没有达到指定批数,PLC自动控制连续配料,直到达到设定的批数为止。以上说明是只设定了一个配方的情况下(批次循环),当连续设定了多个配方时,PLC会先执行第一个配方,过程如上所述,完成第一个配方后,PLC会自动连续配置第二个配方,依次执行直到输入的配方全部完成(配方循环)。当配置过程中出现故障时,系统会自动暂停,上位机界面会显示故障信息供维修工程师查询,故障被解除后,点击设备启动按钮即可接着从断点处继续下料。 
此外,通过设计一套自动计算配料量的程序和安装在接料小车上的计量传感器,操作人员只需通过人机界面输入下料的配方和批数,按下启动按钮,装置即可自动配料,并能将每批料实际配比数量自动记录存档备查,能减少产品的因配料错误产生的质量问题,帮助工艺人员不断提高产品质量。 

Claims (6)

1.一种全数字自动控制的火泥配料装置,其特征是主要由大小料仓组、电动绞龙、运料小车及控制系统组成,其中:大料仓组位于一个工位,设有多个大料仓,小料仓组位于另一个工位,设有多个小料仓;配料时,由运料小车依次停在这两个工位处,通过运料小车上的小车料斗进行接料和称重,称重由装在小车料斗下方的称重传感器实施,该称重传感器监控小车料斗的下料前和下料后的重量变化,控制系统通过读取重量变化的数值来控制各个电动绞龙的工作状态;配料完成后,小车料斗随运料小车移动到转运的工位处,再由行车吊起装满配料的小车料斗运走,然后换上没有装料的小车料斗进行下一轮配料。
2.根据权利要求1所述的全数字自动控制的火泥配料装置,其特征是所述的大料仓,其下端配备1个由变频器控制的大电动绞龙,在大料仓与大绞龙之间装有大料仓插板。
3.根据权利要求1所述的全数字自动控制的火泥配料装置,其特征是所述的小料仓,其下端配备1个由变频器控制的小绞龙,在小料仓与小绞龙之间装有小料仓插板。
4.根据权利要求1所述的全数字自动控制的火泥配料装置,其特征是在小料仓组的上方设有抽风除尘系统,该抽风除尘系统含吸尘风道(8),气动蝶阀(7)、喷吹电磁阀座(5)、喷吹电磁脉冲阀(6)、快拆式粉尘滤芯(4),所述快拆式粉尘滤芯(4)装在小料仓顶部喷吹电磁阀座(5)下面的风管内,喷吹电磁脉冲阀(6)安装在喷吹电磁阀座(5)上,喷吹电磁(6)的进气端与外部气源用气管相连接,吸尘风道(8)中的各部分间用法兰管道连接。
5.根据权利要求1所述的全数字自动控制的火泥配料装置,其特征是所述控制系统主要由可编程逻辑控制器(21)和一套上位机人机控制界面组成,该人机控制界面由工控机和显示器(19)实现,人机界面通过工控机的一个串口与可编程逻辑控制器建立通讯连接,并保持交换数据,人机界面通过工控机的另一个串口与安装在控制柜面板上的称重仪(23)建立通讯连接,并实时读取当前重量数据。
6.根据权利要求1所述的全数字自动控制的火泥配料装置,其特征是所述电动绞龙,其电机的控制机构是由一组结构相同的断路器、变频器、接触器、中间继电器、绞龙电机组成,其中第一断路器、第一变频器、第一接触器、第一中间继电器和第一绞龙电机组成一个下料控制单元,控制多个小电动绞龙依次下料;第二断路器、第二变频器、第二接触器、第二中间继电器和第二绞龙电机组成另一个下料控制单元,控制多个大电动绞龙依次下料。
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