CN208477315U - 工业电炉用易损件寿命监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业电炉用易损件寿命监测系统，涉及工业电炉，旨在解决现有的工业电炉，由于其易损件使用寿命依靠人工大致估计，导致使用寿命预估不准确，影响设备正常生产加工的问题，其技术方案要点是，包括：易损件损耗起始检测装置、数控装置、主执行装置，所述数控装置包括PLC控制器，所述PLC控制器数据连接有存储器，所述主执行装置包括计时器，所述PLC控制器控制计时器计时，所述PLC控制器输出计时值到存储器存储。本实用新型的工业电炉用易损件寿命监测系统，可以监测并统计易损件的使用情况，以便使用者更准确的估计易损件寿命，及时更换易损件；同时还方便使用者了解易损件的损耗规律，以对生产工艺和设备进行优化。

Description

工业电炉用易损件寿命监测系统

技术领域

本实用新型涉及工业电炉，更具体地说，它涉及一种工业电炉用易损件寿命监测系统。

背景技术

工业电炉，有淬火炉、退火炉、钎焊炉等，是一种用于生产加工在在各种金属工件的设备。

工业电炉在使用过程中，其各个部件不可避免的会出现损耗，尤其以炉胆、输送带以及加热元件（例如：电热丝）三个部件的损耗情况最为突出。当上述部件损耗积累至最大值时-达到使用寿命时，工作人员必须对其进行更换，才能保证设备能够正常运行。

现有的，易损件的寿命通常由工作人员大致估计，而工业电炉在工况不同时，其各部件的使用寿命并不相同，这导致了工作人员出现对易损件更换不及时、易损件库存不足等情况，影响正常的生产加工进度，因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

本实用新型建立于安装有智能控制系统的工业电炉。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种工业电炉用易损件寿命监测系统，可以监测并统计易损件的使用情况，以便使用者更准确的估计易损件寿命，对其更换；同时还方便工作人员了解易损件的损耗规律，以对生产工艺进行优化。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种工业电炉用易损件寿命监测系统，包括：

易损件损耗起始检测装置，用于分别检测工业电炉的炉胆、输送带以及加热元件的工况，并输出检测值；

数控装置，连接于检测装置，接受并响应检测值，根据检测值输出控制信号；

主执行装置，连接于数控装置，接受并响应控制信号，根据控制信号执行动作，并输出反馈值到数控装置；

所述数控装置包括PLC控制器，所述PLC控制器数据连接有存储器，所述主执行装置包括计时器，所述PLC控制器根据检测值控制计时器计时，所述计时器计时并输出计时值到PLC控制器，所述PLC控制器输出计时值到存储器存储。

通过采用上述技术方案，易损件损耗起始检测装置输出检测值，且当PLC控制器判断其符合触发条件后，可以控制计时器计时，并存储计时值，以统计易损件的损耗、使用时间，方便使用者后续根据计时值更准确的估计易损件寿命，对其更换；同时还方便工作人员了解易损件的损耗规律，对生产工艺进行优化。

本实用新型进一步设置为：所述易损件损耗起始检测装置包括多个温度传感器，所述温度传感器检测炉胆的温度，并输出温度检测值，所述存储器内预存储起始触发温度值，当温度检测值大于起始触发温度值，所述PLC控制器控制计时器计时，并输出计时值到存储器存储为高温运行计时值。

通过采用上述技术方案，在温度传感器输出给的PLC控制器的温度检测值被判定为大于起始触发温度值时，PLC控制器就会开启计时器计时，统计易损件在高温情况下的运行时长，或者说寿命损耗时长，以达到使用目的。

本实用新型进一步设置为：所述数控装置连接有报警装置，所述报警装置包括多个声光报警器，所述存储器内预存储报警触发温度值，当温度检测值大于报警触发温度值，所述数控装置控制声光报警器开启，并输出温度检测值到存储器存储为超温报警温度值。

通过采用上述技术方案，本实用新型还包括报警装置，在温度传感器输出给数控装置的温度检测值大于报警触发温度值时，数控装置开启声光报警器报警，以便工作人员及时修正，调整工业电炉，减少易损件的非正常损耗；同时因为会存储下超温报警温度值，所以可以供后期工作人员改进工艺和设备做参考。

本实用新型进一步设置为：所述主执行装置包括计数器，所述存储器内预存标准温度范围值，当温度检测值大于起始触发温度值一次且符合标准温度范围值一次，或温度检测值符合标准温度范围值一次且小于等于起始触发温度值一次，所述PLC控制器控制计数器计数一次，所述计数器计数并输出计数值到PLC控制器，所述PLC控制器输出计数值到存储器存储为冷热交替计数值。

通过采用上述技术方案，PLC控制器连接有计数器，且其可以根据温度传感器输出的温度检测值，判定工业电炉是否冷热交替，并在发生冷热交替时对其进行计数，存储冷热交替计数值到存储器；之所以统计冷热交替次数，是因为易损件在冷热交替时存在相对较大的损耗，是影响易损件寿命的重要因素，通过对冷热交替次数进行统计，可以使得后期工作人员更加准确的估计易损件是否达到使用寿命。

本实用新型进一步设置为：当所述温度检测值大于报警触发温度值一次，所述PLC控制器控制计数器计数一次，所述计数器计数并输出计数值到PLC控制器，所述PLC控制器输出计数值到存储器存储为报警次数值。

通过采用上述技术方案，PLC控制器可以控制计数器对超温报警次数进行统计，以供后期工作人员改进工艺和设备做参考。

本实用新型进一步设置为：所述易损件损耗起始检测装置包括输送带速度获取机构，所述输送带速度获取机构获取工业电炉的输送带的速度，并输出速度检测值，所述PLC控制器根据计时器输出的计时值和速度检测值输出输送带运行总里程值到存储器内存储。

通过采用上述技术方案，PLC控制器还对输送带的运行总里程值进行监测，因为输送带的损耗不光受到运行时长的影响，还受到运行的总里程影响，从而工作人员可以更准确的估计输送带的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述易损件损耗起始检测装置包括电压传感器和电流传感器，所述电压传感器和电流传感器分别检测工业电炉的输送带的变频器的电压和电流，并分别输出电压检测值和电流检测值，所述存储器内预存储标准负荷电压范围值和标准负荷电流范围值，当电压检测值超出标准负荷电压范围值，或电流检测值超出标准负荷电流范围值，所述PLC控制器控制声光报警器开启。

通过采用上述技术方案，可以利用电压传感器和电流传感器分别检测变频器的电压值和电流值，以便工作人员根据变频器的电压值和电流值判定输送带是否正常负荷运行，并在电压检测值超出标准负荷电压范围值，或电流检测值超出标准负荷电流范围值开启声光报警器提示工作人员，以输送带超负荷运行。

本实用新型进一步设置为：所述存储器内预存储若干易损件寿命预估值，所述PLC控制器连接有数显屏，且累加存储高温运行计时值到存储器，当高温运行计时值之和大于等于易损件寿命预估值，所述PLC控制器控制声光报警器开启，并控制数显屏显示易损件更换信息。

通过采用上述技术方案，当高温运行计时值之和大于等于易损件寿命预估值时，PLC控制器控制声光报警器开启，并控制数显屏显示易损件更换信息，以提示工作人员及时对易损件进行更换。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、设置温度传感器检测炉胆内的温度，温度传感器检测输出温度检测值到PLC控制器，PLC控制器连接计时器和存储器；当温度检测值大于起始触发温度值时，PLC控制器控制计时器计时，并存储计时值，从而可以统计易损件的损耗、使用时长，方便使用者后续根据计时值更准确的估计易损件寿命，对其更换；同时还方便工作人员了解易损件的损耗规律，对生产工艺进行优化；

2、PLC控制器连接声光报警器，当温度检测值大于报警触发温度值，PLC控制器控制声光报警器提示工作人员，以避免易损件非正常损耗；

3、PLC控制器连接计数器，根据温度检测值杜宇设备超温次数、冷热交替次数做统计，以便工作人员后续根据其更加准确的估计易损件的寿命；

4、设置输送带速度获取机构、设置电压传感器和电流传感器检测输送带变频器的电压和电流，并根据检测值利用PLC控制器统计输送带的运行总里程、判定输送带是否超负荷运行，以便工作人员更准确的估计输送带的寿命；

5、存储器预存储若干易损件寿命预估值，PLC控制器连接数显屏，当高温运行总时长大于等于易损件寿命预估值，PLC控制器控制声光报警器开启，并控制数显屏显示易损件更换信息，从而本实用新型的具有提前报警功能，能够提示工作人员对易损件更好。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图，用以展示整体结构。

图中：11、温度传感器；12、输送带速度获取机构；13、电压传感器；14、电流传感器；21、PLC控制器；22、存储器；23、数显屏；31、计时器；32、计数器；41、声光报警器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

工业电炉用易损件寿命监测系统，基于工业电炉，可以钎焊炉为例，其应配备炉胆、输送带以及多个加热元件，输送带的驱动电机通过变频器控制。工业电炉的炉胆呈隧道式，在其两侧壁面均匀安装多个加热元件，并按照区域分为多组。

工业电炉用易损件寿命监测系统，参照图1，包括：

易损件损耗起始检测装置，用于分别检测工业电炉的炉胆、输送带以及加热元件的工况，并输出检测值；

数控装置，连接于检测装置，接受并响应检测值，根据检测值输出控制信号；

主执行装置，连接于数控装置，接受并响应控制信号，根据控制信号执行动作，并输出反馈值到数控装置。

其中易损件损耗起始检测装置包括多个温度传感器11，多个温度传感器11均安装在工业电炉的机体上，且检测端分别朝向炉胆外壁的各个区域，或者说朝向各个加热元件组，用于检测炉胆的温度。温度传感器11科采用红外式温度传感器，或其他非接触式温度传感器。温度传感器11检测并输出温度检测值。

数控装置包括PLC控制器21，PLC控制器21数据连接有存储器22以及数显屏23。为方便工作人员操作，数显屏可选择触摸显示屏，以便进行人机交互工作。之所以外接存储器22，是因为需要长时间保留存储数据，且存储的数据量较大；同时外接的存储器22数据保存更为安全可靠；若需要节约成本或提高资源利用率，则直接采用PLC控制器21的内置存储模块。

主执行装置包括计时器31以及计数器32，计时器31和计数器32均连接于PLC控制器21。为节约成本和提高资源利用率，计时器31和计数器32可以不选择外接的模式，而直接采用PLC控制器21的内置计时、技术模块。

在存储器22内预存储起始触发温度值，可供PLC控制器21调用。温度传感器11检测并输出温度检测值到PLC控制器21，PLC控制器21调用起始触发温度值与之对比，当温度检测值大于起始触发温度值，PLC控制器21控制计时器31计时；计时器31计时并输出计时值到PLC控制器21；PLC控制器21处理并输出计时值到存储器22内将其存储为高温运行计时值，即高温运行时长。高温运行计时值设置为采用累计的方式存储，除非工作人员人工对计时值清零，否则计时器31的计时值累加，或存储至存储器22的高温运行计时值累加。

通过上述设置，本实用新型可以监测，统计易损件在高温状态下的运行时长，以便使用者更准确的估计易损件寿命，对其更换；同时还方便工作人员了解易损件的损耗规律，以对生产工艺进行优化。

参照图，数控装置还连接有报警装置，报警装置包括多个声光报警器41，多个声光报警器41分别对应炉胆的各个区域，或者说用于检测温度的温度传感器11。

声光报警器41电信号连接于PLC控制器21，若声光报警器41选择自带微控制器的类型，则电信号连接PLC控制器21；若声光报警器41采用相对简单的类型，仅有发声或发光器件，则PLC控制器21电信号连接若干继电器，继电器串联该声光报警器41的主电路，以便PLC控制器21配合继电器对声光报警器41控制。

在存储器22内预存储报警触发温度值。当温度检测值大于报警触发温度值，PLC控制器21控制声光报警器41开启提示工作人员，并输出温度检测值到存储器22存储为超温报警温度值。

为加强使用效果，PLC控制器21进一步设置为控制数显屏23显示超温报警信息，超温报警信息预存储于存储器22；通过报警信息工作人员可以更加便捷知道问题所在，及时作出反应。

当温度检测值大于报警触发温度值一次，PLC控制器21控制计数器32计数一次，计数器32计数并输出计数值到PLC控制器21，PLC控制器21输出计数值到存储器22存储为报警次数值，从而本实用新型还可以对超温报警次数进行统计。

温度传感器11和声光报警器41一一对应，且均分别对应各个加热元件组，即炉胆各区域，工作人员可以通过声光报警器41知道炉胆、加热元件的超温位置。

进一步的，对各个声光报警器41编号，PLC控制器21记录并存储开启的声光报警器41的编号，即报警位置，以便后续工作人员根据报警位置改进工艺和设备。

在存储器22内预存储有标准温度范围值，标准温度范围值根据工件加工工艺温度设定。当温度检测值大于起始触发温度值一次且符合标准温度范围值一次，或温度检测值符合标准温度范围值一次且小于等于起始触发温度值一次，PLC控制器21控制计数器32计数一次，计数器32计数并输出计数值到PLC控制器21，PLC控制器21输出计数值到存储器22存储为冷热交替计数值。冷热交替会造成易损件损耗，因此对其进行监测，统计冷热交替计数值同样采用累加的方式存储，用于供工作人员后期预估易损件使用寿命时做参考。

参照图，由于易损件中的输送带的寿命不仅受到高温运行时长影响，还受到运行总里程以及负载影响，所以易损件损耗起始检测装置还包括输送带速度获取机构12、电压传感器13以及电流传感器14。

输送带速度获取机构12可选择上海经驰实业有限公司的DH-SA速度监控仪，或安装检测角位移的旋转编码器，旋转编码器用于检测输送带驱动电机的输出轴。若需要节省成本，可利用PLC控制器21配合对应转换模块从控制输送带驱动电机的变频器上获取。

PLC控制器21根据计时器31输出的计时值、输送带速度获取机构12输出的速度检测值计算得到输送带运行总里程值，并将其存储到存储器22内。输送带运行总里程值=计时值*速度检测值，PLC控制器21根据该公式计算得到输送带运行总里程值。

电压传感器13和电流传感器14分别电性连接于变频器的主回路上，该变频器用于控制输送带的驱动电机；电压传感器13和电流传感器14分别检测并输出电压检测值和电流检测值，以便工作人员根据电压值或电流值判定工业电炉是否超负荷运行。

一般情况下输送带在运行过程中，其变频器回路的电压值、电流值变化不会很大，也不方便根据其判断负载情况，但是工业电炉的输送带自身重量原本就相对较大，运行时输送的又是金属工件，所以一旦出现超负荷运行，其电压值和电流值会发生相对明显的变化，从而工作人员可以根据其判定输送带是否超负荷运行。

在存储器22内预存储标准负荷电压范围值和标准负荷电流范围值，当电压检测值超出标准负荷电压范围值，或电流检测值超出标准负荷电流范围值时，PLC控制器21控制声光报警器41开启，以提示工作人员调整输送带上的工件数量，避免输送带超负荷运行，减少输送带的非正常损耗。声光报警器41开启时，PLC控制器21同步控制数显屏23显示输送带超负荷信息报警。

为了方便工作人员使用，在存储器22内预存储若干易损件寿命预估值，当高温运行计时值之和大于等于易损件寿命预估值， PLC控制器21控制声光报警器41开启，并控制数显屏23显示易损件更换信息，该信息同样预存储。

因为炉胆、加热元件以及输送带的寿命并不相同，所以监测记录易损件时，PLC控制器21分别存储炉胆、加热元件以及输送带的监测记录到存储器22，监测记录分为炉胆监测记录、加热元件监测记录以及输送带炉胆监测记录。

使用过程：使用者开启工业电炉，并启用本实用新型。

多个温度传感器11分别检测输出炉胆各区域的温度检测值；输送带速度获取机构12检测输出输送带的速度检测值；电压传感13检测输出输送带的变频器的电压检测值；电流传感器14检测输出输送带的变频器的电流检测值。

PLC控制器21接受响应上述各检测值，根据检测值和多个预存储值，对应分别监测记录炉胆、加热元件以及输送带的工况，并报警。

根据以上设置本实用新型可以统计易损件的损耗、使用时长，方便使用者后续根据计时值更准确的估计易损件寿命，对其更换；同时还方便工作人员了解易损件的损耗规律，对生产工艺进行优化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于，包括：

易损件损耗起始检测装置，用于分别检测工业电炉的炉胆、输送带以及加热元件的工况，并输出检测值；

数控装置，连接于检测装置，接受并响应检测值，根据检测值输出控制信号；

主执行装置，连接于数控装置，接受并响应控制信号，根据控制信号执行动作，并输出反馈值到数控装置；

所述数控装置包括PLC控制器（21），所述PLC控制器（21）数据连接有存储器（22），所述主执行装置包括计时器（31），所述PLC控制器（21）根据检测值控制计时器（31）计时，所述计时器（31）计时并输出计时值到PLC控制器（21），所述PLC控制器（21）输出计时值到存储器（22）存储。

2.根据权利要求1所述的工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于：所述易损件损耗起始检测装置包括多个温度传感器（11），所述温度传感器（11）检测炉胆的温度，并输出温度检测值，所述存储器（22）内预存储起始触发温度值，当温度检测值大于起始触发温度值，所述PLC控制器（21）控制计时器（31）计时，并输出计时值到存储器（22）存储为高温运行计时值。

3.根据权利要求2所述的工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于：所述数控装置连接有报警装置，所述报警装置包括多个声光报警器（41），所述存储器（22）内预存储报警触发温度值，当温度检测值大于报警触发温度值，所述数控装置控制声光报警器（41）开启，并输出温度检测值到存储器（22）存储为超温报警温度值。

4.根据权利要求3所述的工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于：所述主执行装置包括计数器（32），所述存储器（22）内预存标准温度范围值，当温度检测值大于起始触发温度值一次且符合标准温度范围值一次，或温度检测值符合标准温度范围值一次且小于等于起始触发温度值一次，所述PLC控制器（21）控制计数器（32）计数一次，所述计数器（32）计数并输出计数值到PLC控制器（21），所述PLC控制器（21）输出计数值到存储器（22）存储为冷热交替计数值。

5.根据权利要求3所述的工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于：当所述温度检测值大于报警触发温度值一次，所述PLC控制器（21）控制计数器（32）计数一次，所述计数器（32）计数并输出计数值到PLC控制器（21），所述PLC控制器（21）输出计数值到存储器（22）存储为报警次数值。

6.根据权利要求1所述的工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于：所述易损件损耗起始检测装置包括输送带速度获取机构（12），所述输送带速度获取机构（12）获取工业电炉的输送带的速度，并输出速度检测值，所述PLC控制器（21）根据计时器（31）输出的计时值和速度检测值输出输送带运行总里程值到存储器（22）内存储。

7.根据权利要求1所述的工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于：所述易损件损耗起始检测装置包括电压传感器（13）和电流传感器（14），所述电压传感器（13）和电流传感器（14）分别检测工业电炉的输送带的变频器的电压和电流，并分别输出电压检测值和电流检测值，所述存储器（22）内预存储标准负荷电压范围值和标准负荷电流范围值，当电压检测值超出标准负荷电压范围值，或电流检测值超出标准负荷电流范围值，所述PLC控制器（21）控制声光报警器（41）开启。

8.根据权利要求6或7所述的工业电炉用易损件寿命监测系统，其特征在于：所述存储器（22）内预存储若干易损件寿命预估值，所述PLC控制器（21）连接有数显屏（23），且累加存储高温运行计时值到存储器（22），当高温运行计时值之和大于等于易损件寿命预估值，所述PLC控制器（21）控制声光报警器（41）开启，并控制数显屏（23）显示易损件更换信息。