KR100847667B1

KR100847667B1 - Apparatus for automatic controlling torpedo ladle car tilting angle by using ultrasonic sensor and the same method

Info

Publication number: KR100847667B1
Application number: KR1020010081904A
Authority: KR
Inventors: 방준경; 강병광; 임동석
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2008-07-21
Also published as: KR20030052088A

Abstract

본 발명은 초음파 센서를 이용하여 래들 카의 경동각도를 자동 제어하므로써, 래들 카의 용선 중에 포함된 부유 슬래그를 제거할 수 있도록 한 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ladle car tilt angle automatic control device and control method using an ultrasonic sensor that can remove the floating slag contained in the molten iron of the ladle car by automatically controlling the tilt angle of the ladle car using an ultrasonic sensor. .

본 발명은 용선 운반용 래들 카의 경동작업을 통해 래들 카의 용선 중에 포함된 부유 슬래그를 제거하는 장치에 있어서, 초음파 센서를 통해 상기 래들 카내의 용선 레벨을 검출하는 용선레벨검출부; 상기 용선레벨검출부에 의해 검출된 용선의 레벨에 따라 연산부를 통해 상기 래들 카의 경동각도를 설정값으로 연산하고, 산출부를 통해 상기 래들 카의 경동각도를 산출하는 경동각도 산출부; 상기 래들 카를 경동시키는 구동부와 일체로 회전하는 경동작동용 펄스발생기를 통해 상기 래들 카의 경동 각도를 검출하는 경동각도 검출부; 상기 경동각도 검출부에 의해 수신된 래들 카 적정 경동각도와 상기 경동각도 산출부를 통해 수신된 상기 래들 카의 최종 경동각도의 편차를 검출하여 경동 설정 요구 각도를 판단하는 경동설정요구 각도판단부; 상기 경동설정요구 각도판단부의 편차 검출에 따른 증가(+)분, 감소(-)분 또는 일치분(=)을 입력받아 지시값을 출력시키는 경동모터제어부; 상기 경동모터제어부의 지시값에 따라 상기 구동부를 제어하는 경동모터 가동제어 인버터부; 및 상기 용선레벨검출부와 상기 경동각도 검출부에 연결되고 상기 래들 카의 경동 작업을 감시하는 공정감시제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention provides a device for removing the floating slag contained in the molten iron of the ladle car through the tilting operation of the molten iron transport ladle car, A molten iron level detection unit for detecting the molten iron level in the ladle car through an ultrasonic sensor; A tilt angle calculator for calculating the tilt angle of the ladle car as a set value according to the level of the molten iron detected by the molten iron level detector, and calculating the tilt angle of the ladle car through a calculator; A tilt angle detector for detecting a tilt angle of the ladle car through a pulse generator for tilting operation that is integrally rotated with a driving unit tilting the ladle car; A tilt setting request angle determining unit configured to detect a deviation between the appropriate tilt angle of the ladle car received by the tilt angle detecting unit and the final tilt angle of the ladle car received through the tilt angle calculating unit to determine a tilt setting request angle; A tilt motor control unit configured to receive an increase (+), a decrease (-) or a coincidence (=) according to the deviation detection of the tilt setting request angle determining unit and output an instruction value; A tilting motor operating control inverter unit controlling the driving unit according to an instruction value of the tilting motor control unit; And a process monitoring controller connected to the molten iron level detector and the tilt angle detector to monitor tilting of the ladle car.

래들 카, 용선, 펄스발생기, 경동모터, 공정감시제어 Ladle car, molten iron, pulse generator, tilt motor, process monitoring control

Description

Apparatus for automatic controlling torpedo ladle car tilting angle by using ultrasonic sensor and the same method}

도 1은 종래 래들 카의 경동작업을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a tilting operation of a conventional ladle car.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어장치의 구성도.Figure 2 is a block diagram of a ladle car tilt angle automatic control device using an ultrasonic sensor according to the present invention.

도 3은 본 발명의 있어서의 용선레벨검출부와 경동각도 산출부의 구성도.3 is a configuration diagram of a molten iron level detection unit and a tilt angle calculation unit in the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명에 있어서의 각 구성요소의 세부 구성도.4 and 5 are detailed configuration diagrams of the components in the present invention.

도 6은 본 발명의 작동 흐름을 나타낸 플로우도.6 is a flow diagram illustrating the operational flow of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 래들카 2 : 구동부1: ladle car 2: drive unit

3 : 스키머 4 : 처리 포트3: skimmer 4: processing port

7 : 경동모터 제어부 8 : 용선레벨검출부7: tilt motor control unit 8: molten iron level detector

8-1 : 초음파 센서 9 : 경동각도 산출부8-1: ultrasonic sensor 9: tilt angle calculation unit

10 : 경동설정요구 각도판단부 11 : 경동각도 검출부10: Tilt angle setting request angle determination unit 11: Tilt angle detection unit

11-1 : 펄스발생기 12 : 경동모터 가동제어 인버터부11-1: pulse generator 12: light motor operation control inverter

본 발명은 래들 카 경동각도 자동 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히 제철소의 제선공정에서 용선을 운반하는 차인 토페도 래들 카(torpedo ladle car)에 있어서 초음파 센서를 이용하여 상기 래들 카의 경동각도를 자동 제어하므로써, 래들 카의 용선 중에 포함된 부유 슬래그를 제거할 수 있도록 한 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic control device and a control method of a ladle car tilt angle, and particularly, a tilt angle of the ladle car using an ultrasonic sensor in a topedo ladle car, which is a car carrying molten iron in an iron making process of an ironworks. The present invention relates to a ladle car tilt angle automatic control device and control method using an ultrasonic sensor that can remove the floating slag contained in the molten iron of the ladle car by automatic control.

일반적으로 제선공정에서는 래들 카에 수선된 용선중에 포함된 부유 슬래그를 제강공정으로 보내기 전에 배출하기 위하여 상기 래들 카를 특정 각도로 기울이는 경동작업을 실시하고 있다.In general, the steelmaking process is inclined to tilt the ladle car at a specific angle to discharge the floating slag contained in the molten iron repaired in the ladle car before sending it to the steelmaking process.

종래에 있어서의 래들 카 경동작업은 도 1에 도시한 바와 같이, 용광로에서 용선이 수선된 래들 카(1)를 구동부(2)에 의해 경동시킨 후 스키머(3)를 통해 용선 상부에 모인 슬래그를 처리 포트(4)에 처리하고 있다.In the conventional ladle car tilting operation, as shown in FIG. 1, the slag collected in the upper part of the molten iron through the skimmer 3 after tilting the ladle car 1 in which the molten iron has been repaired in the smelting furnace by the driving unit 2 is used. Processing is carried out to the processing port 4.

이때, 상기 경동작업은 경동각도에 대한 정보가 없이 운전자의 시각에 의한 판단으로 실시함에 따라 상기 용선중에 포함된 부유 스라그 제거를 위한 경동각도는 적정한 각도의 자동 제어가 불가능하므로 운전자 개개인의 판단이 상이하며, 경동각도를 작업자의 육안에 의한 판단으로 수동조작함에 따라 오조작에 의하여 과다 경동이 발생 하면서 래들 카(1)내의 부유 슬래그가 아닌 용선이 과다 유출되어 설비를 손상시키는 문제점이 있었다.At this time, the tilting operation is performed by the driver's vision without information on the tilting angle, so the tilting angle for removing the floating slag included in the molten iron cannot be automatically controlled at an appropriate angle. Differently, as the tilting angle is manually operated according to the visual observation of the operator, excessive tilting occurs due to a misoperation, and there is a problem in that the molten iron in the ladle car 1 is excessively spilled and the equipment is damaged.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, The present invention has been made to solve the problems of the prior art,

초음파 센서를 이용하여 래들 카의 경동각도를 자동 제어하므로써, 래들 카의 용선 중에 포함된 부유 슬래그의 제거를 용이하게 하고, 용선의 과다 유출 방지로 설비손상을 줄일 수 있는 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어장치 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.By automatically controlling the tilt angle of the ladle car by using the ultrasonic sensor, it is easy to remove the floating slag contained in the molten iron of the ladle car, and the ladle car tilting using the ultrasonic sensor which can reduce the equipment damage by preventing the excess flow of the molten iron. An object of the present invention is to provide an automatic angle control device and control method.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어장치는 용선 운반용 래들 카의 경동작업을 통해 래들 카의 용선 중에 포함된 부유 슬래그를 제거하는 장치에 있어서, 초음파 센서를 통해 상기 래들 카내의 용선 레벨을 검출하는 용선레벨검출부; 상기 용선레벨검출부에 의해 검출된 용선의 레벨에 따라 연산부를 통해 상기 래들 카의 경동각도를 설정값으로 연산하고, 산출부를 통해 상기 래들 카의 경동각도를 산출하는 경동각도 산출부; 상기 래들 카를 경동시키는 구동부와 일체로 회전하는 경동작동용 펄스발생기를 통해 상기 래들 카의 경동 각도를 검출하는 경동각도 검출부; 상기 경동각도 검출부에 의해 수신된 래들 카 적정 경동각도와 상기 경동각도 산출부를 통해 수신된 상기 래들 카의 최종 경동각도의 편차를 검출하여 경동 설정 요구 각도를 판단하는 경동설정요구 각도판단부; 상기 경동설정요구 각도판단부의 편차 검출에 따른 증가(+)분, 감소(-)분 또는 일치분(=)을 입력받아 지시값을 출력시키는 경동모터제어부; 상기 경동모터제어부의 지시값에 따라 상기 구동부를 제어하는 경동모터 가동제어 인버터부; 및 상기 용선레벨검출부와 상기 경동각도 검출부에 연결되고 상기 래들 카의 경동 작업을 감시하는 공정감시제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Ladle car tilt angle automatic control device using the ultrasonic sensor according to the present invention for realizing the above object is an ultrasonic sensor in the apparatus for removing the floating slag contained in the molten iron of the ladle car through the tilting operation of the ladle car for transporting molten iron, A molten iron level detector for detecting a molten iron level in the ladle car; A tilt angle calculator for calculating the tilt angle of the ladle car as a set value according to the level of the molten iron detected by the molten iron level detector, and calculating the tilt angle of the ladle car through a calculator; A tilt angle detector for detecting a tilt angle of the ladle car through a pulse generator for tilting operation that is integrally rotated with a driving unit tilting the ladle car; A tilt setting request angle determining unit configured to detect a deviation between the appropriate tilt angle of the ladle car received by the tilt angle detecting unit and the final tilt angle of the ladle car received through the tilt angle calculating unit to determine a tilt setting request angle; A tilt motor control unit configured to receive an increase (+), a decrease (-) or a coincidence (=) according to the deviation detection of the tilt setting request angle determining unit and output an instruction value; A tilting motor operating control inverter unit controlling the driving unit according to an instruction value of the tilting motor control unit; And a process monitoring controller connected to the molten iron level detector and the tilt angle detector to monitor tilting of the ladle car.

또한, 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어방법은 용선 운반용 래들 카의 경동작업을 통해 래들 카의 용선 중에 포함된 부유 슬 래그를 제거하는 방법에 있어서, 상기 래들카의 도착에 따른 정위치를 판단하여 작업 개시명령을 내리는 제 1단계; 상기 제 1단계 후 초음파 센서를 통해 상기 래들 카내의 용선 레벨을 측정하는 제 2단계; 상기 제 2단계 후 측정된 용선 레벨값에 따라 상기 래들 카의 적정 경동각도를 산출하고, 산출된 래들 카의 경동 설정 요구 각도를 판단하는 제 3단계; 상기 제 3단계 후 적정 경동각도 설정 완료에 따라 래들 카의 경동을 개시하고, 펄스발생기를 통해 래들 카 적정 경동각도와 측정 경동각도를 비교하여 적정경동각도와 측정경동각도가 같지 않을 경우 경동모터제어부를 통해 경동각도를 증가 또는 감소시키며, 적정경동각도와 측정경동각도가 같을 경우 경동작업을 정지하는 제 4단계; 상기 제 4단계 후 상기 래들 카내의 부유 슬래그를 제거하는 제 5단계; 상기 제 5단계를 거쳐 슬래그 제거 작업 완료 후 상기 래들 카를 원위치 시키는 제 6단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for automatically controlling the ladle car tilting angle using the ultrasonic sensor according to the present invention is a method for removing the floating slag contained in the molten iron of the ladle car through the tilting operation of the ladle car for ladle transport, the arrival of the ladle car Determining a correct position according to the first step of giving a job start command; A second step of measuring a molten iron level in the ladle car through the ultrasonic sensor after the first step; A third step of calculating an appropriate tilt angle of the ladle car according to the molten iron level value measured after the second step, and determining the calculated tilt setting request angle of the ladle car; When the proper tilt angle is completed after the third step, tilting of the ladle car is started, and when the proper tilt angle and the measured tilt angle are not the same, the tilt motor control unit compares the correct tilt angle and the measured tilt angle with the pulse generator. A fourth step of increasing or decreasing the tilt angle through the tilting angle and stopping the tilting operation when the proper tilt angle and the measured tilt angle are the same; A fifth step of removing the floating slag in the ladle car after the fourth step; After completing the slag removal operation through the fifth step is characterized in that the sixth step of returning the ladle car.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 래들 카 경동각도 자동 제어장치는 크게 초음파 센서를 통해 래들 카내의 용선 레벨을 검출하는 용선레벨검출부; 상기 용선레벨검출부에 의해 검출된 용선의 레벨에 따라 상기 래들 카의 경동각도를 산출하는 경동각도 산출부; 상기 경동각도 산출부에 의해 산출된 래들 카의 경동 설정 요구 각도를 판단하는 경동설정요구 각도판단부; 펄스발생기를 통해 상기 래들 카의 경동 각도를 검출하는 경동각도 검출부; 상기 경동설정요구 각도판단부 의 신호에 의해 경동모터를 제어하는 경동모터제어부; 상기 경동모터제어부의 제어에 따라 상기 구동부를 제어하는 경동모터 가동제어 인버터부; 및 상기 용선레벨검출부와 상기 경동각도 검출부에 연결되고 상기 래들 카의 경동 작업을 감시하는 공정감시제어부; 로 이루어져 있다.2 to 6 show an embodiment of the automatic ladle car tilt angle control device using the ultrasonic sensor of the present invention, the automatic ladle car tilt angle control device accordingly detects the molten iron level in the ladle car through the ultrasonic sensor A molten iron level detector; A tilt angle calculator for calculating a tilt angle of the ladle car according to the level of the molten iron detected by the molten iron level detector; A tilt setting request angle determining unit for determining a tilt setting request angle of the ladle car calculated by the tilt angle calculating unit; A tilt angle detector detecting a tilt angle of the ladle car through a pulse generator; A tilt motor control unit controlling the tilt motor by a signal of the tilt setting request angle determining unit; A tilt motor driving control inverter unit controlling the driving unit according to the control of the tilt motor control unit; And a process monitoring controller connected to the molten iron level detector and the tilt angle detector to monitor tilting of the ladle car. Consists of

상기 용선레벨검출부(8)는 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 래들 카(1)의 입구 상부와 소정의 거리를 두고 초음파 센서(ultrasonic sensor)(8-1)가 고정설치되어 있고, 도 3중 L(8-2)은 측정 길이, TL(8-3)은 래들카 레일과 초음파 센서간의 거리, TRL(8-4)는 레일과 이동대차간 거리이다.As shown in FIGS. 2 and 3, the molten iron level detector 8 is fixed to an ultrasonic sensor 8-1 at a predetermined distance from an upper portion of the inlet of the ladle car 1. In Fig. 3, L (8-2) is the measurement length, TL (8-3) is the distance between the ladle car rail and the ultrasonic sensor, TRL (8-4) is the distance between the rail and the moving cart.

상기 경동각도 산출부(9)는 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용선레벨검출부에 의해 검출된 용선의 레벨에 따라 연산부(9-1)를 통해 경동각도 설정값을 연산하고, 산출부(9-2)를 통해 최종 경동각도를 산출한다. 도면 중 h(9-3)은 용선 레벨, θ1(9-4)는 래들카 입구 각도, θ2(9-5)는 레벨에 의한 요구 경동각도, r(9-6)은 래들카 반경, θ(9-7)는 용선 레벨에 따른 최대 경동각도, y(9-8)는 원형의 래들 카를 X와 Y축으로 나누었을 때 X축상의 좌표에서 래들카의 중심축에 대한 용선 레벨 높이이다.3 and 4, the tilt angle calculator 9 calculates a tilt angle set value through the calculator 9-1 according to the level of the molten iron detected by the molten iron level detector, and calculates the tilt angle. The final tilt angle is calculated through the section 9-2. In the figure, h (9-3) is the molten iron level, θ1 (9-4) is the ladle car inlet angle, θ2 (9-5) is the required tilt angle by the level, r (9-6) is the ladle car radius, θ (9-7) is the maximum tilt angle according to the molten iron level, and y (9-8) is the height of the molten iron level with respect to the center axis of the ladle car when the circular ladle car is divided into the X and Y axes.

상기 경동설정요구 각도판단부(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 경동각도 검출부(11)에 의해 수신된 래들 카(1)의 경동각도를 입력부(10-1)를 통해 입력하고, 상기 산출부(9-2)를 통해 수신된 최종 경동각도를 수신받아 입력부(10-2)를 통해 경동요구각도를 입력하며, 편차검출부(10-3)를 통해 상기 양 입력부(10-1,10-2)의 편차(기준-현재 각도)를 검출한다. As shown in FIG. 5, the tilt setting request angle determining unit 10 inputs a tilt angle of the ladle car 1 received by the tilt angle detecting unit 11 through the input unit 10-1. Receives the final tilt angle received through the calculation unit (9-2) and inputs the tilt request angle through the input unit (10-2), the deviation input unit (10-3) through the input unit (10-1, 10-2) is detected (reference-current angle).

상기 경동각도 검출부(11)는 도 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(2)와 일체로 회전하는 경동각도용 펄스발생기(11-1)에서 발생된 펄스를 펄스신호 입력부(11-2)를 통해 입력받고, 상기 펄스신호는 경동각도 신호 변환부(11-3)에 의해 변환되며, 변환된 경동각도신호는 출력부(11-4)에 의해 출력된다.As shown in FIGS. 2 and 5, the tilt angle detection unit 11 receives pulses generated by the tilt angle pulse generator 11-1 that is integrally rotated with the driving unit 2. 2), the pulse signal is converted by the tilt angle signal converter 11-3, and the converted tilt angle signal is output by the output unit 11-4.

상기 경동모터제어부(7)는 도 5에 도시한 바와 같이, 경동설정요구 각도판단부(10)의 편차 검출에 따라서 증가(+)분을 수신받는 각도증가명령부(7-1)와, 감소(-)분을 입력받는 각도감소명령부(7-3)와, 일치(=)분을 입력받는 경동정지명령부(7-2)로 구성되고, 각 명령부의 지시값은 출력부(7-4)를 통해 출력된다.As shown in FIG. 5, the tilt motor control unit 7 includes an angle increase command unit 7-1 that receives an increase (+) in accordance with the detection of the deviation of the tilt setting request angle determination unit 10, and a decrease. It consists of an angle reduction command unit 7-3 that receives (-) minutes and a tilt stop command unit 7-2 that receives a match (=) minutes. 4) is output.

상기 경동모터 가동제어 인버터부(12)는 도 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 입력부(12-2)를 통해 상기 경동모터제어부(7)의 경동각도 요구를 입력받고, 인버터 출력 제어부(12-1)를 통해 상기 구동부(2)의 경동모터를 제어한다.As shown in FIGS. 2 and 5, the tilt motor operating control inverter unit 12 receives a tilt angle request of the tilt motor control unit 7 through an input unit 12-2, and outputs an inverter output control unit 12. -1) to control the tilt motor of the drive unit (2).

상기 공정감시제어부(6)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 용선레벨검출부(8)와 상기 경동각도 검출부(11)에 연결되고, 상기 래들 카(1)의 경동 작업을 감시하게 된다.As shown in FIG. 2, the process monitoring control unit 6 is connected to the molten iron level detection unit 8 and the tilt angle detection unit 11 to monitor tilt operation of the ladle car 1.

한편, 본 발명의 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어방법은 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 장치를 통해 이루어지며, 이를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, ladle car tilt angle automatic control method using the ultrasonic sensor of the present invention is made through the apparatus of the present invention configured as described above, it will be described as follows.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적으로 래들 카(1)의 적정 경동각도를 목표값으로 하여 경동작업이 진행되면 각도를 측정하여 목표값과 측정값을 비교판단한 후, 양 값이 일치되는 시점까지 구동부(2)를 제어하고, 비교 판단값이 일치되는 시점에서 경동작업이 정지되며 적정한 각도에서 부유 슬래그 제거작업을 수행하게 된다.As shown in FIGS. 2 to 5, when the tilting operation is performed by using the proper tilt angle of the ladle car 1 as a target value as a whole, the angle is measured by comparing the target value with the measured value, and then both values are matched. The driving unit 2 is controlled up to a point in time, and the tilting operation is stopped when the comparison determination value is matched, and the floating slag is removed at an appropriate angle.

이를 보다 상세히 설명하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 용선 레벨에 의한 요구경동각도(9-5)의 산출을 위하여 먼저 상기 용선레벨검출부(8)에서 래들카(1)의 용선 레벨(9-3,h)을 검출하게 되는데, 상기 초음파 센서(8-1)를 통해 L(8-2)을 측정하고, 이 길이와 설정된 고정값인 상기 TRL(8-4)을 아래의 식 1에서 통해 두번째 고정값인 상기 TL(8-3)에서 감산하면 래들카(1)의 용선레벨 높이(9-8)를 구할 수 있게 된다.
More specifically, as shown in FIG. 3, in order to calculate the required tilt angle 9-5 by the molten iron level, the molten iron level 9-of the ladle car 1 is first used by the molten iron level detector 8. 3, h) is detected by measuring the L (8-2) through the ultrasonic sensor 8-1, and the length and the fixed TRL (8-4), which is a fixed value, are set through Equation 1 below. Subtracting from the second fixed value TL (8-3) allows the molten iron level (9-8) of the ladle car (1) to be obtained.

식 1 : 용선 레벨(9-3)= TL(8-3)-TRL(8-4)-L(8-2)Equation 1: molten iron level (9-3) = TL (8-3) -TRL (8-4) -L (8-2)

이렇게 검출된 래들카(1)의 용선 레벨(9-3)을 이용하여 상기 경동각도 산출부(9)에서 도 4에 도시한 각 데이터를 아래의 식 2에 적용하여 용선 레벨에 의한 최대 경동각도(9-7)를 산출하게 되는데 최대경동각도를 환산하기 위하여 원형의 래들 카 중심을 기준으로 수직과 수평으로 X와 Y축을 두고 상기 용선 레벨(9-3)을 이용하여 산출하게 된다.Using the molten iron level 9-3 of the ladle car 1 thus detected, the tilt angle calculation unit 9 applies the respective data shown in FIG. 4 to Equation 2 below to maximize the tilt angle by the molten iron level. (9-7) is calculated using the molten iron level (9-3) with the X and Y axes in the vertical and horizontal directions with respect to the center of the circular ladle car to convert the maximum tilt angle.

여기서 r(9-6)은 래들카의 반지름으로 고정된 값이고, y(9-8)는 초음파 센서(8-1)의 레벨 신호에 의해 구해지는 변수값이므로 삼각 함수 원리를 이용하여 최대 경동각도(9-7)를 구할 수 있다.Where r (9-6) is fixed to the radius of the ladle car, Since y (9-8) is a variable value obtained by the level signal of the ultrasonic sensor 8-1, the maximum tilt angle 9-7 can be obtained using the trigonometric function principle.

h=r+y, y=h-r, y=h-r=rcosθ h = r + y, y = h-r, y = h-r = rcosθ

cosθ=

cosθ =

식 2 : θ= cos^-1

Equation 2: θ = cos ^-1

그리고, 원형의 래들카(1) 반구의 각인 180도에서 X 와 Y 축으로 나누었을 때 여기서 y는 길이가 아니고 y축상의 좌표(θ≥90)상에서 (-)값을, 도 4에서와 같이 (θ≤90)인 경우는 y는 +값이 됨을 알 수 있다.Then, when divided by the X and Y axis at 180 degrees of the circular ladle car (1) hemisphere, y is not a length, but a negative (-) value on the y-axis coordinate (θ≥90), as shown in FIG. In the case of (θ≤90), it can be seen that y is a + value.

식 2에서 도출된 각도 θ(9-7)를 아래의 식 3에서 래들카의 중심에서 입구 각도인 θ1(9-4)을 빼서 보정하게 되면 최종적으로 슬래그 제거작업에 필요한 경동각도 θ2((9-5)를 산출할 수 있다.
When the angle θ (9-7) derived from Equation 2 is corrected by subtracting θ1 (9-4), the inlet angle, from the center of the ladle car in Equation 3 below, the tilt angle θ2 ((9) -5) can be calculated.

식 3 : θ2(9-5)= θ(9-7)-θ1(9-4)Equation 3: θ2 (9-5) = θ (9-7) -θ1 (9-4)

예를 들면, 래들카의 반지름 r(9-6)은 1200mm이고, 입구 각도(9-4)는 15。이고, TL(8-3)은 3500mm, TRL(8-4)은 700 mm 일때 L(8-2)이 1200 mm로 초음파 센서 (8-1)에서 측정했을 때 요구 경동각도 θ2(9-5)를 계산하면 다음과 같다.For example, the radius of a ladle car r (9-6) is 1200mm, inlet angle (9-4) is 15 °, TL (8-3) is 3500mm, TRL (8-4) is 700mm and L (8-2) is 1200mm The calculated tilt angle θ2 (9-5), as measured by the ultrasonic sensor 8-1, is as follows.

식 1에 의해 용선레벨(9-3)을 계산하면 1600 mm가 되고, 이를 식 2에 대입하면 θ= cos^-1

, 이를 계산하면 70.5 가 되고, 식 3에 의해 최종 요구 경동각도 θ2(9-5) = 70.5。 - 15。= 55.5。가 되어 슬래그 제거작업시에 래들 카를 55.5 。를 경동하면 된다.When the molten iron level (9-3) is calculated by Equation 1, it is 1600 mm, and when this is substituted into Equation 2, θ = cos ^-1

When this is calculated, it becomes 70.5, and the final required tilt angle θ2 (9-5) = 70.5 ° -15 ° = 55.5 ° by Equation 3 is used to tilt the ladle car 55.5 ° during slag removal.

또한, 래들 카의 레벨이 50%이하인 경우를 계산해보면 L(8-2)이 2200 mm이 고, 용선 레벨은 600 mm 가 되므로 θ(9-7)는 120。가 산출된다.In the case where the level of the ladle car is 50% or less, L (8-2) is 2200 mm and the molten iron level is 600 mm, so that θ (9-7) is 120 °.

또한, 필요한 경동각 θ2(9-5) = 120。- 15。= 105。가 된다.Further, the required tilt angle θ2 (9-5) = 120 ° -15 ° = 105 °.

이렇게 최종 산출된 요구 경동각도 θ2(9-5)는 상기 경동각도 산출부(9)에서 경도설정요구 각도판단부(10)의 입력부(10-2)에 입력되며, 목표값과 비교하는 측정값은 상기 경동각도 검출부(11)에서 생성된다.The required tilting angle θ2 (9-5) thus calculated is input to the input unit 10-2 of the hardness setting request angle determining unit 10 by the tilting angle calculating unit 9 and compared with a target value. Is generated by the tilt angle detector 11.

래들 카 경동 회전작업시 상기 펄스발생기(11-1)는 반구 각도인 180도에 대한 펄스를 발생하고, 여기서 발생된 펄스를 상기 경동각도 신호변환부(11-3)에서 래들 카의 반구 각도인 180도로 환산하게 된다. In the ladle car tilt rotation operation, the pulse generator 11-1 generates a pulse about 180 degrees which is a hemisphere angle, and the generated pulse is the hemisphere angle of the ladle car in the tilt angle signal conversion unit 11-3. It is converted to 180 degrees.

상기 연산에서 도출된 요구 경동각도 θ2(9-5)와 이를 비교하기 위해 측정된 경동각도 신호변환부(11-3)는 상기 경도설정요구 각도판단부(10)의 비교판단에 변수로 입력된다.The required tilt angle θ2 (9-5) derived from the calculation and the measured tilt angle signal converter 11-3 are input to the comparison judgment of the hardness setting request angle determining unit 10 as a variable. .

상기한 바와 같은 작용을 도 6의 흐름도를 통해 설명하면 다음과 같다.The operation as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 6.

우선, 래들카가 도착(20) 하면 그 정위치(21)에 의한 상기 공정감시제어부(6)의 작업 개시명령(22)에 따라 용선 레벨 측정을 개시(29)하고, 도 3에 도시한 관계에 의하여 식 1에 의한 용선레벨을 측정 연산한 후 도 4에 도시한 관계에 의하여 식 2에 의하여 적정 경동각도를 산출(31,32)하여 경동각도 셋트(SET) 값으로 한다(23). First, when the ladle car arrives (20), the molten iron level measurement is started (29) in accordance with the operation start command (22) of the process monitoring controller (6) by the correct position (21), and the relationship shown in FIG. After calculating and calculating the molten iron level according to Equation 1, an appropriate tilt angle is calculated (31, 32) according to Equation 2 according to the relationship shown in Fig. 4 to obtain a tilt angle set value (23).

적정경동각도 설정 완료에 따라(24) 경동을 개시하고(25), 래들카(1)의 반구를 180도 기준으로 펄스를 카운팅(26)하여 각도로 환산하고(27), SET 값과 PV 값을 적정경동각도와 측정경동각도로 비교하여(33) 증,가감 신호로 적정각도와 측정각도 를 비교한다(35).When the proper tilt angle is set (24), tilting is started (25), and the hemisphere of the ladle car 1 is counted (26) in terms of 180 degrees and converted into an angle (27). By comparing the proper tilt angle with the measured tilt angle (33), the titration angle and the measured angle are compared with the increase and decrease signals (35).

이후, 경동 모터를 제어하면서 측정각이 적정각보다 적으면(36), 각도증가명령을 내리고(38), 측정각이 적정각보다 많으면(37), 각도감소 명령을 출력하며(39), 적정각과 측정각이 일치되었을 때(35), 경동을 정지(40)하고 부유 슬래그 제거 작업을 시작한다(41).Then, if the measured angle is less than the proper angle while controlling the tilt motor (36), the command to increase the angle (38), if the measured angle is greater than the proper angle (37), outputs the angle decrease command (39), When the angle and the measurement angle coincide (35), tilting is stopped (40) and the floating slag removal operation is started (41).

그리고 슬래그 제거작업이 완료되면(42), 래들 카 원위치 복귀가 진행되고(43), 작업이 종료된다.When the slag removal operation is completed (42), the ladle car home position return proceeds (43), the operation is terminated.

상기한 바와 같은 본 발명의 초음파 센서를 이용한 래들 카 경동각도 자동 제어장치 및 제어방법에 따르면 래들카내의 용선 레벨을 초음파 센서를 이용하여 검출한 후, 이를 통해 상기 래들카의 경동각도를 적절히 제어함에 따라 과경동에 의한 용선의 유출을 방지하고 신속하고 정확한 작업으로 작업성이 향상되며, 작업자의 안전사고를 줄이는 효과가 있다.According to the automatic control device and control method of the ladle car tilt angle using the ultrasonic sensor of the present invention as described above, after detecting the molten iron level in the ladle car by using an ultrasonic sensor, thereby controlling the tilt angle of the ladle car appropriately. Accordingly, it is possible to prevent the leakage of molten iron due to overrunning and to improve workability by quick and accurate work, and to reduce the safety accident of the worker.

또한 고온, 고열 및 분진 다발지역에서의 작업 효율 향상으로 운전자의 업무 부담을 해소하고, 래들카의 적정 경동각도에 의한 작업 추이 관리로 설비 이용율 또한, 크게 향상되는 효과가 있다.In addition, the work efficiency of the driver is relieved by improving work efficiency in high temperature, high heat and dust bunch areas, and facility utilization rate is also greatly improved by managing the work trend by the appropriate tilt angle of the ladle car.

Claims

In the device for removing the floating slag contained in the molten iron of the ladle car through the tilting operation of the molten iron transport ladle car,

A molten iron level detector for detecting a molten iron level in the ladle car through an ultrasonic sensor;

A tilt angle calculator for calculating the tilt angle of the ladle car as a set value according to the level of the molten iron detected by the molten iron level detector, and calculating the tilt angle of the ladle car through a calculator;

A tilt angle detector for detecting a tilt angle of the ladle car through a pulse generator for tilting operation that is integrally rotated with a driving unit tilting the ladle car;

A tilt setting request angle determining unit configured to detect a deviation between the appropriate tilt angle of the ladle car received by the tilt angle detecting unit and the final tilt angle of the ladle car received through the tilt angle calculating unit to determine a tilt setting request angle;

A tilt motor control unit configured to receive an increase (+), a decrease (-) or a coincidence (=) according to the deviation detection of the tilt setting request angle determining unit and output an instruction value;

A tilting motor operating control inverter unit controlling the driving unit according to an instruction value of the tilting motor control unit; And

A process monitoring control unit connected to the molten iron level detection unit and the tilt angle detecting unit and monitoring tilt operation of the ladle car;

Ladle car tilt angle automatic control device using an ultrasonic sensor, characterized in that configured to include.

The method of claim 1,

The tilt motor control unit includes an angle increasing command unit that receives an increase (+) in accordance with the deviation detection of the tilt setting request angle determination unit, an angle decrease command unit that receives a deviation detection decrease (-), and a deviation detection match ( And a tilt stop command unit for receiving an input of =) minutes and an output unit for outputting an instruction value of each command unit.

The method of claim 1,

The tilt setting request angle determination unit is a tilt angle input unit for receiving a tilt angle of the ladle car received by the tilt angle detection unit, and a tilt request angle for receiving the final tilt angle received through the final tilt angle calculation unit of the tilt angle calculator Ladle car tilt angle automatic control device using an ultrasonic sensor, characterized in that it comprises an input unit and a deviation detection unit for detecting the deviation of the input unit.

The method of claim 1,

The tilt angle detector includes a pulse generator, a pulse signal input unit for receiving a pulse generated by the pulse generator, a tilt angle signal converter for converting the pulse signal, and an output unit for outputting the converted tilt angle signal. Ladle car tilting angle automatic control device using an ultrasonic sensor.

In the method of removing the floating slag contained in the molten iron of the ladle car through the tilting operation of the molten iron transport ladle car,

A first step of determining a correct position according to the arrival of the ladle car and giving a task start command;

A second step of measuring a molten iron level in the ladle car through the ultrasonic sensor after the first step;

A third step of calculating an appropriate tilt angle of the ladle car according to the molten iron level value measured after the second step, and determining the calculated tilt setting request angle of the ladle car;

When the proper tilt angle is completed after the third step, tilting of the ladle car is started, and when the proper tilt angle and the measured tilt angle are not the same, the tilt motor control unit compares the correct tilt angle and the measured tilt angle with the pulse generator. A fourth step of increasing or decreasing the tilt angle through the tilting angle and stopping the tilting operation when the proper tilt angle and the measured tilt angle are the same;

A fifth step of removing the floating slag in the ladle car after the fourth step;

Ladle car tilt angle automatic control method using the ultrasonic sensor, characterized in that the sixth step of returning the ladle car after the slag removal operation through the fifth step.