CN206805282U - 一种铁合金球团竖炉电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种铁合金球团竖炉电气控制系统，包括工业计算机组、工业交换机、公辅系统、竖炉本体控制单元、现场工控机和电力检测计量单元，所述工业计算机组与所述工业交换机相连接，所述工业交换机分别与所述公辅系统、所述竖炉本体控制单元、所述现场工控机和所述电力检测计量单元相连接；所述电力检测计量单元包括相互连接的电能计量装置和Modbus‑RTU协议接口，所述竖炉本体控制单元包括竖炉本体工控机。本实用新型提供的一种铁合金球团竖炉电气控制系统，能够对生产数据进行全面检测，可用于数据筛选优化分析、数学模型的建立，可为自动化控制系统提供充足的数据支持，对生产实施有效地科学管理，指导炉窑设备的能源利用。

Description

一种铁合金球团竖炉电气控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种铁合金球团竖炉电气控制系统，属于冶炼炉窑设备技术领域。

背景技术

目前，国内市场中，炉窑类生产设备电气系统设计相对简单，多为单一的数据控制通讯网络，对数据的采集多有所欠缺，系统内容欠完善，数据采集的功能亦有所欠缺，不能全面监测现场实际生产状况，越来越不能满足现代化生产的需求。

因此，我们开发了竖炉电气控制系统，按照控制层级及生产区域分别采用Ethernet、ModbusTCP、ProfiNet、Profibus、Modbus-RTU协议进行通讯设计，对生产数据进行全面检测，可用于数据筛选优化分析、数学模型的建立，可为自动化控制系统提供充足的数据支持，进而对生产实施有效地科学管理，指导炉窑设备的能源利用，实现竖炉设备生产的自动控制、节能增效。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种铁合金球团竖炉电气控制系统，可实现对生产数据进行全面实时的监测、采集。

其采用如下技术方案：一种铁合金球团竖炉电气控制系统，包括工业计算机组、工业交换机、公辅系统、竖炉本体控制单元、现场工控机和电力检测计量单元，所述工业计算机组与所述工业交换机相连接，所述工业交换机分别与所述公辅系统、所述竖炉本体控制单元、所述现场工控机和所述电力检测计量单元相连接；

所述电力检测计量单元包括相互连接的电能计量装置和Modbus-RTU协议接口，所述电能计量装置通过所述Modbus-RTU协议接口与现场的智能电表进行通讯；

所述竖炉本体控制单元包括竖炉本体工控机，所述竖炉本体工控机分别与低压配电装置、变频器、现场操作装置、采集热电偶、驱动系统和料位检测系统相连接，所述采集热电偶包括炉顶热电偶，所述炉顶热电偶通过电气滑环与 供电装置相连接，所述炉顶热电偶采集到热电偶信号通过ZigBee网络与炉顶的热电偶接收箱内的热电偶信号接收模块进行通讯，所述热电偶信号接收模块将热电偶信号通过Profibus-DP协议传送至所述竖炉本体工控机；

用于现场成球粒度识别的所述现场工控机通过ProfiNet协议与竖炉本体控制单元进行通讯；

所述公辅系统包括公辅工控机，所述公辅工控机分别与除尘系统信号集控装置、空压站信号集控装置和循环水信号集控装置相连接。

进一步地，在上述技术方案中，所述工业交换机包括ModbusTCP/RTU接口网关，所述工业交换机分别与所述公辅系统、所述竖炉本体控制单元、所述现场工控机和所述电力检测计量单元通过RJ45接口形式的网络协议进行以太网通讯。

进一步地，在上述技术方案中，所述电能计量装置通过Modbus TCP/RTU标准转换网关与所述工业计算机组进行通讯，所述电能计量装置通过所述Modbus-RTU协议接口分别与总进线柜、除尘系统、燃烧系统、冷却风系统、驱动系统和上料系统相连接。

进一步地，在上述技术方案中，所述电能计量装置内设有配置Modbus-RTU协议的AI信号读取模块和DI信号模块。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型的一种铁合金球团竖炉电气控制系统，能够对生产数据进行全面检测，可用于数据筛选优化分析、数学模型的建立，可为自动化控制系统提供充足的数据支持；

(2)本实用新型的一种铁合金球团竖炉电气控制系统，对生产实施有效地科学管理，指导炉窑设备的能源利用；

(3)本实用新型的一种铁合金球团竖炉电气控制系统，实现竖炉设备生产的自动控制、节能增效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本实用新型所述铁合金球团竖炉电气控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述电力检测计量单元的结构示意图；

图3为本实用新型所述采集热电偶的结构示意图；

图4为本实用新型所述电力检测计量单元的结构示意图；

图5为本实用新型所述竖炉本体控制单元的结构示意图；

图6为本实用新型所述公辅系统的结构示意图。

其中：1、电力检测计量单元，2、现场工控机，3、竖炉本体控制单元，4、公辅系统，5、工业交换机，6、工业计算机组，7、热电偶接收箱，11、电能计量装置，12、Modbus-RTU协议接口，13、总进线柜，14、除尘系统，15、燃烧系统，16、冷却风系统，17、上料系统，18、智能电表，30、供电装置，31、竖炉本体工控机，32、低压配电装置，33、变频器，34、现场操作装置，35、采集热电偶，36、驱动系统，37、料位检测系统，38、炉顶热电偶，39、电气滑环，41、公辅工控机，42、除尘系统信号集控装置，43、空压站信号集控装置，44、循环水信号集控装置，71、热电偶信号接收模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

一种铁合金球团竖炉电气控制系统，包括工业计算机组6、工业交换机5、公辅系统4、竖炉本体控制单元3、现场工控机2和电力检测计量单元1，所述工业计算机组6与所述工业交换机5相连接，所述工业交换机5分别与所述公辅系统4、所述竖炉本体控制单元3、所述现场工控机2和所述电力检测计量单元1相连接；

所述电力检测计量单元1包括相互连接的电能计量装置11和Modbus-RTU协议接口12，所述电能计量装置11通过所述Modbus-RTU协议接口12与现场的智能电表18进行通讯；

所述竖炉本体控制单元3包括竖炉本体工控机31，所述竖炉本体工控机31 分别与低压配电装置32、变频器33、现场操作装置34、采集热电偶35、驱动系统36和料位检测系统37相连接，所述采集热电偶35包括炉顶热电偶38，所述炉顶热电偶38通过电气滑环39与供电装置30相连接，所述炉顶热电偶38采集到热电偶信号通过ZigBee网络与炉顶的热电偶接收箱7内的热电偶信号接收模块71进行通讯，所述热电偶信号接收模块71将热电偶信号通过Profibus-DP协议传送至所述竖炉本体工控机31；

用于现场成球粒度识别的所述现场工控机2通过ProfiNet协议与竖炉本体控制单元3进行通讯；

所述公辅系统4包括公辅工控机41，所述公辅工控机41分别与除尘系统信号集控装置42、空压站信号集控装置43和循环水信号集控装置44相连接。

所述铁合金球团竖炉电气控制系统能够对现场数据进行全面读取和控制。

所述现场工控机2，用于现场成球粒度识别，所述现场工控机2的数据用于指导现场实际操作生产，进入控制系统做自动配水调节控制。

所述公辅工控机41分别对所述除尘系统信号集控装置42、所述空压站信号集控装置43和所述循环水信号集控装置44进行采集和控制。

所述炉顶热电偶38采用无线传输方式，炉顶旋转部分的用电采用电气滑环39方式供电，配UPS和DC24V稳压电源可为旋转部分仪表系统供电，采集到的热电偶信号使用ZigBee网络方式进行通讯，发送至固定部分的接收模块，之后通过Profibus-DP协议传送至所述竖炉本体工控机31进行处理，所述所述竖炉本体工控机31为PLC控制系统。

优选的，所述竖炉本体工控机31包括Siemens PLC 300/400-2PN/DP标准型号通用型CPU，所述CPU的PN接口连接至工业交换机5与以太网进行通讯，其DP接口用于连接低压配电装置32、变频器33、现场操作装置34、采集热电偶35、驱动系统36和料位检测系统37，进行Profibus-DP现场网络通讯。

优选的，所述低压配电装置32设有远程接收模块，所述远程接收模块采集低压控制反馈信号。

还包括机旁操作箱，所述机旁操作箱上设有按钮和指示灯，所述机旁操作箱内配置设有Profibus-DP接口的信号模块，所述信号模块读取所述按钮的操作信号并输出至所述指示灯。

如此配置节省现场电缆长度，降低现场施工难度和减小现场设备维护量。

多个所述机旁操作箱分别与所述低压配电装置32、所述变频器33、所述现 场操作装置34、所述采集热电偶35、所述驱动系统36和所述料位检测系统37相连接。

优选的，所述工业计算机组6包括多个分别与所述工业交换机5相连接的工业计算机。

进一步地，在上述技术方案中，所述工业交换机5包括ModbusTCP/RTU接口网关，所述工业交换机5分别与所述公辅系统4、所述竖炉本体控制单元3、所述现场工控机2和所述电力检测计量单元1通过RJ45接口形式的网络协议进行以太网通讯。

进一步地，在上述技术方案中，所述电能计量装置11通过Modbus TCP/RTU标准转换网关与所述工业计算机组6进行通讯，所述电能计量装置11通过所述Modbus-RTU协议接口12分别与总进线柜13、除尘系统14、燃烧系统15、冷却风系统16、驱动系统36和上料系统17相连接。

所述电能计量装置11分别读取所述总进线柜13、所述除尘系统14、所述燃烧系统15、所述冷却风系统16、所述驱动系统36、所述上料系统17的电量信息，所述电量信息包括电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度和功率因数。

所述电能计量装置11使得管理者可简便的观察各用电设备的状态并进行用电信息的存储、统计与分析，进而提高整体设备的用电质量。同时，所述电能计量装置11为企业生产调度等其它信息化系统提供电力数据共享。

进一步地，在上述技术方案中，所述电能计量装置11内设有配置Modbus-RTU协议的AI信号读取模块和DI信号模块。

同时配置Modbus-RTU协议的AI信号读取模块和DI信号模块，用于备用读取智能电表18的电流和接收智能电能的脉冲信号，用以在智能电表18通讯故障时使用。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种铁合金球团竖炉电气控制系统，能够对生产数据进行全面检测，可用于数据筛选优化分析、数学模型的建立，可为自动化控制系统提供充足的数据支持，对生产实施有效地科学管理，指导炉窑设备的能源利用，实现竖炉设备生产的自动控制、节能增效。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都 应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铁合金球团竖炉电气控制系统，其特征在于：

包括工业计算机组、工业交换机、公辅系统、竖炉本体控制单元、现场工控机和电力检测计量单元；

所述工业计算机组与所述工业交换机相连接，所述工业交换机分别与所述公辅系统、所述竖炉本体控制单元、所述现场工控机和所述电力检测计量单元相连接；

所述电力检测计量单元包括相互连接的电能计量装置和Modbus-RTU协议接口，所述电能计量装置通过所述Modbus-RTU协议接口与现场的智能电表进行通讯；

所述竖炉本体控制单元包括竖炉本体工控机，所述竖炉本体工控机分别与低压配电装置、变频器、现场操作装置、采集热电偶、驱动系统和料位检测系统相连接，所述采集热电偶包括炉顶热电偶，所述炉顶热电偶通过电气滑环与供电装置相连接，所述炉顶热电偶采集到热电偶信号通过ZigBee网络与炉顶的热电偶接收箱内的热电偶信号接收模块进行通讯，所述热电偶信号接收模块将热电偶信号通过Profibus-DP协议传送至所述竖炉本体工控机；

用于现场成球粒度识别的所述现场工控机通过ProfiNet协议与竖炉本体控制单元进行通讯；

所述公辅系统包括公辅工控机，所述公辅工控机分别与除尘系统信号集控装置、空压站信号集控装置和循环水信号集控装置相连接。

2.根据权利要求1所述的铁合金球团竖炉电气控制系统，其特征还在于：所述工业交换机包括ModbusTCP/RTU接口网关，所述工业交换机分别与所述公辅系统、所述竖炉本体控制单元、所述现场工控机和所述电力检测计量单元通过RJ45接口形式的网络协议进行以太网通讯。

3.根据权利要求1所述的铁合金球团竖炉电气控制系统，其特征还在于：所述电能计量装置通过Modbus TCP/RTU标准转换网关与所述工业计算机组进行通讯，所述电能计量装置通过所述Modbus-RTU协议接口分别与总进线柜、除尘系统、燃烧系统、冷却风系统、驱动系统和上料系统相连接。

4.根据权利要求3所述的铁合金球团竖炉电气控制系统，其特征还在于：所述电能计量装置内设有配置Modbus-RTU协议的AI信号读取模块和DI信号模块。