一種用于爐窯自動(dòng)上料裝置及控制方法專利技術(shù)交底書

1、技術(shù)交底書1、名稱一種用于爐窯自動(dòng)上料裝置及控制方法2、所屬技術(shù)領(lǐng)域電氣控制3、現(xiàn)有技術(shù) 在鋼鐵企業(yè)中，上料系統(tǒng)是爐窯不可缺少的部分，爐窯上料的形 式主要有料車卷?yè)P(yáng)上料和傳輸帶上料兩鐘。 卷?yè)P(yáng)料車上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊 奏、占地面積小，在用較普遍。其工作流程為：?jiǎn)?dòng)載料小車的上升 信號(hào)后，卷?yè)P(yáng)電機(jī)控制載料小車低速運(yùn)行約5s,載料小車上升速度由 低速變高速，到頂前約5s載料小車速度由高速變低速，載料小車到頂 卸料時(shí)間約6s;返程到底3s后開始啟動(dòng)混料皮帶下料，料滿后開始第 二個(gè)周期過程。傳統(tǒng)爐窯上料電控系統(tǒng)由凸輪控制器、 plc 、變頻器 以及傳感器構(gòu)成。 在實(shí)際運(yùn)行中存在如下問題， 在上料時(shí)采用行程開

2、 關(guān)進(jìn)行位置檢測(cè)， 依靠凸輪控制器控制運(yùn)行， 在灰塵多的石灰生產(chǎn)現(xiàn) 場(chǎng)，高濃度的灰塵往往造成主令開關(guān)和行程開關(guān)的接點(diǎn)閉合后接觸不 良;機(jī)械部分長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，造成機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分損壞，常導(dǎo) 致上料小車失速脫軌、 坐底、入窯等事故， 輕則損毀設(shè)備、 影響產(chǎn)量， 重則造成人身傷; 另系統(tǒng)采用超聲波和雷達(dá)料位計(jì)監(jiān)控爐窯內(nèi)部料位 雖可做到測(cè)量精度高， 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。但在實(shí)際使用過程中常遇到噪聲、 電網(wǎng)電壓波動(dòng)、大功率電機(jī)啟停、電磁感應(yīng)以及突然斷電、輸入線等 干擾，致使料位儀在程序執(zhí)行過程中失控。為了提高料位檢測(cè)質(zhì)量， 需在硬件上采取抗干擾措施， 各信號(hào)線加光電隔離， 控制箱加抗干擾 抑制器，又相應(yīng)增加

3、了投資。4、發(fā)明的目的 采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)爐窯原料進(jìn)料的稱量、裝料、上料、布 料、料位檢測(cè)進(jìn)行自動(dòng)控制，確保爐窯上料安全順行 。5、技術(shù)方案爐窯石灰石上料（見圖4上料示意圖）由稱量料斗 WT101卷?yè)P(yáng)機(jī) M103料倉(cāng)、旋轉(zhuǎn)布料器EV130料盅EV122料位探尺儀M140,二個(gè) 液動(dòng)閘門EV101 EV12組成，控制主要有卷?yè)P(yáng)機(jī)M103勺控制、旋轉(zhuǎn)布 料器EV13啲控制、料位探尺M(jìn)140空制三部分組成。5.1卷?yè)P(yáng)機(jī)的控制小車運(yùn)行軌跡上設(shè)置超低位見圖4 ZSLL112，下停車位ZSL111, 下減速位ZSL115（圖1小車定位智能主令控制器發(fā)出），上減速位 ZSH116（圖1小車定位智能主令控

4、制器發(fā)出），高停車位ZSH11以及超 高限位ZSHH113卷?yè)P(yáng)啟動(dòng)時(shí)以40HZ的頻率上升直至上減速位ZSH116 自動(dòng)減速至10HZS高停車ZSH113位停止，延時(shí)10秒左右使車內(nèi)的料倒 完，接著小車自動(dòng)以40HZ的速度下降至下減速位ZSL115速度頻率降至 10HZ直至下停車位ZSL111小車定位檢測(cè)由現(xiàn)場(chǎng)變送單元、 連接電纜等主要部件組成。 現(xiàn)場(chǎng) 變送單元結(jié)構(gòu)由機(jī)座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)編碼器組成 ; 現(xiàn)場(chǎng)變送單元安 裝在現(xiàn)場(chǎng)， 與受控設(shè)備 （小車卷?yè)P(yáng)電機(jī) ）傳動(dòng)軸鋼性連接， 通過旋轉(zhuǎn)編 碼器和連接電纜將現(xiàn)場(chǎng)小車位置信號(hào)送至主控單元， 主控單元結(jié)構(gòu)由 可編程控制器、輸出繼電器、控制電源等組成，主

5、控單元與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) 變送單元通過連接電纜連接，共同組成智能主令控制器 , 如圖1所示。 通過旋轉(zhuǎn)在主令工作時(shí) ，由受控設(shè)備通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變送單元的傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)帶動(dòng)編碼器一起旋轉(zhuǎn)，編碼器產(chǎn)生一系列位置碼并送到可編程序 （plc ）的輸入端，在 plc 內(nèi)部進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，同時(shí)與操作面板中 可調(diào)的設(shè)定參數(shù)相比較，分別在 ZSH116（圖4）、ZSL115（圖4）二個(gè) 位置發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，也就是給定10HZ頻率（相當(dāng)于8MA ,送變 頻器AI2端口見圖1.1，進(jìn)而達(dá)到控制卷?yè)P(yáng)馬達(dá)減速目的， 直至停車位 停下。5.2 旋轉(zhuǎn)布料器的控制。旋轉(zhuǎn)布料器的轉(zhuǎn)動(dòng)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)布料器向窯內(nèi)卸料有 6 個(gè)不同

6、的位置見圖 2，由 6個(gè)接近開關(guān)進(jìn)行控制，每一個(gè)位置與下一 個(gè)位置成 60 度, 每個(gè)加料周期相當(dāng)于向料車和旋轉(zhuǎn)布料器加六斗料 量，共 15t（ 即在窯內(nèi)鋪了一層料 ） 。旋轉(zhuǎn)布料器首次向窯內(nèi)加料的第 一個(gè)位置ZS131與料車卸到旋轉(zhuǎn)料斗的位置相同，料車將第二斗料卸 到旋轉(zhuǎn)布料器內(nèi)EV130后，旋轉(zhuǎn)布料器便轉(zhuǎn)到下一個(gè)位置 ZS132向窯 內(nèi)加料，加料完后旋轉(zhuǎn)布料器便正轉(zhuǎn) 300度轉(zhuǎn)到ZS131位置,待第三 斗料卸到旋轉(zhuǎn)布料器內(nèi) EV130 后，旋轉(zhuǎn)布料器便轉(zhuǎn)到下一個(gè)位置 ZS133向窯內(nèi)加料，加料完后旋轉(zhuǎn)布料器便正轉(zhuǎn) 240度轉(zhuǎn)到ZS131位 置待第四斗料車卸料。 同理第五斗和第六斗卸料原理一

7、致。 也就是料 車向旋轉(zhuǎn)布料器卸料位置總是第一個(gè)加料位置， 每加一斗料， 由計(jì)數(shù) 器和存儲(chǔ)設(shè)備將其記錄下來(lái)。 在將旋轉(zhuǎn)布料器中的第六斗料卸到窯內(nèi)之后，整個(gè)加料系統(tǒng)須等待料位探測(cè)器 M140發(fā)出新的加料周期指令， 等待過程中，旋轉(zhuǎn)布料器、料車以及稱量料斗均應(yīng)保持滿料。5.3. 料位探尺控制窯頂設(shè)料位探測(cè)器M140行程0 1.4m），其料位通過卷?yè)P(yáng)上的主 令控制器顯示和控制。加完一批料后，料位探測(cè)器的重錘放下，當(dāng)探 到大于1.4m見圖3 L處，圖4 ZSL14燈亮 主令給出低料信號(hào)，料位探 測(cè)器的重錘提起繼續(xù)加料一次；當(dāng)探到小于 1.4 m圖3 H處，重錘落在 料面上不提起，此時(shí)松繩信號(hào)（見圖3

8、SW3給出，圖4 ZSH142丁亮 主 令給出高料位信號(hào)通知卷?yè)P(yáng)小車停止上料， 隨著窯底出料，料面下降， 當(dāng)鋼絲繩繃緊時(shí)松繩開關(guān)通知卷?yè)P(yáng)繼續(xù)放繩， 至再次松繩。 這樣循環(huán) 直到至滿行程，主令給出低料位L信號(hào)，此時(shí)料位探測(cè)器的重錘提起 至0米圖3 HH處，圖4 ZSHH14燈亮允許系統(tǒng)加料，見圖3。整個(gè)料位 探尺控制原理見圖3.1,圖3.2.另圖3.1 SW1高高料位開關(guān)對(duì)應(yīng)圖3HH 0米高高料位；圖3.1 SW2低料位開關(guān)對(duì)應(yīng)圖3 L 1.4米低料位；圖3.1 SW繩松開關(guān)對(duì)應(yīng)圖3 H 0-1.4米高料位。6、有益效果采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)爐窯原料進(jìn)料的稱量、裝料、上料、布 料、料位檢測(cè)進(jìn)行自

9、動(dòng)控制，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，用 PLC程序和無(wú)觸點(diǎn) 編碼器代替機(jī)械凸輪觸點(diǎn)的邏輯動(dòng)作使運(yùn)行更加可靠 , 料位計(jì)故障率 為零，實(shí)現(xiàn)了料位的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確檢測(cè)，并能及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)出超限警報(bào) 信號(hào)，提高了爐窯的產(chǎn)能，經(jīng)濟(jì)效益顯著。7、圖面說(shuō)明_1小車定位I1現(xiàn)場(chǎng)變送單元主控單元變頻調(diào)速裝置主電機(jī)變頻器中央控制器智能主令控制器圖1卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)圖L圖1.1卷?yè)P(yáng)電機(jī)變頻器控制圖料車加 料位置圖2旋轉(zhuǎn)布料器6點(diǎn)分布圖絲桿箱鋼絲繩s-_-重錘L滿倉(cāng)100 %HH（米）高高料位H（0米1.4米）高料位空倉(cāng)0圖3料位探尺控制圖自疋工圖3.1料位探尺控制電氣原理圖L -L 2Li LLilL21L31I- TLlYQ1 YQ

10、 YQX QN YQi YQ圖3.2料位探尺控制電氣主回路原理圖OEVH1：1QevliqiC ) h H;,roM.L-1；口 V .O?SLU50 ZSLL112OEVHISEEVP?Oevli*)ZSL141-遼 H：JOE 2E LK飛 HH1： =. r、 t na 、r r 、r,、r t i tZS131旋轉(zhuǎn)布料器的橫梁到達(dá)第一個(gè)裝料位置沒有下列報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，允許信號(hào)可以啟動(dòng)向料車裝石灰石的順序。ZSH117 料車鋼絲繩松弛限位。a.7通過液壓電磁閥EV101打開石灰石稱量斗的門。限位開關(guān)EVH101指示完全打開。a.8 向料車中卸石灰石要等 3分鐘，這在定時(shí)器頁(yè)面可調(diào)整。a.9石

11、灰石稱量斗閥門通過液壓電磁閥 EV101來(lái)關(guān)閉。限位開關(guān)ZSL101指示完全關(guān)閉。a.10石灰石稱量斗準(zhǔn)備再次被裝料，當(dāng)WAL10信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，將激活石灰石的篩分供料系統(tǒng)，直到完全裝滿出現(xiàn)WAH10信號(hào)。a.11通過電磁閥EV121打開窯頂裝料密封閘門，限位開關(guān)EVH121指 示完全開到位。a.12 通過變頻器控制用低速來(lái)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) M103a.13大約10秒鐘之后，通過變頻器控制，M103開始由低速向高速 增加, 切換時(shí)間可以通過計(jì)算機(jī)屏幕上的相應(yīng)鍵調(diào)整。a.14當(dāng)料車到達(dá)位置ZSH116寸，M103由高速切換到低速。a.15當(dāng)?shù)退龠\(yùn)行的料車到達(dá)位置 ZSH113時(shí)，將被停止。a.16 向窯頂

12、料倉(cāng)卸下石灰石的等待時(shí)間： 10秒，可通過鍵盤在定時(shí) 器頁(yè)面進(jìn)行調(diào)整a.17通過變頻器控制，M1703將以低速開始下降.a.18大約10秒鐘之后，通過變頻器，M103開始由低速向高速增加， 切換時(shí)間可以通過鍵盤調(diào)整。a.19大約10秒鐘之后，通過電磁閥EV121關(guān)閉裝料密封閘門。限 位開關(guān) ZSL121 可指示完全關(guān)到位a.20當(dāng)料車已經(jīng)到達(dá)位置ZSL115,M103由高速切換到低速a.21料車以低速下行，當(dāng)?shù)竭_(dá)限位開關(guān)ZSL111位置時(shí)，將停止M703.a.22 在料車的運(yùn)行時(shí)間里，稱量斗同時(shí)又用石灰石進(jìn)行裝料。稱量 斗的低重信號(hào) WAL101各啟動(dòng)篩分、供料系統(tǒng)，同樣稱量斗的高 重信號(hào)WA

13、H10將停止該系統(tǒng)。a.23 允許信號(hào) EVL121 表示石灰窯裝料密封閘門關(guān)閉，通過電磁閥EV122打開石灰窯小鐘。通過限位開關(guān) EVH122指示出完全開到 位。a.24從窯頂旋轉(zhuǎn)布料器向窯內(nèi)卸料的等待時(shí)間20S,可通過鍵盤調(diào) 整。第一車應(yīng)卸在相應(yīng)的限位開關(guān) ZS131處。a.25 通過EV122關(guān)閉石灰窯的小鐘。通過限位開關(guān)EVL122來(lái)指示 完全鎖閉。a.26通過電磁閥EV130定位旋轉(zhuǎn)布料器，直到相應(yīng)限位開關(guān)ZS132 的第二個(gè)卸料位置。a.27 第二車像前面所描述的以同樣的順序和互鎖關(guān)系被裝到石灰窯。每一次向石灰窯的裝料，旋轉(zhuǎn)布料器都將通過電磁閥EV130分布在下一個(gè)相應(yīng)于6個(gè)限位開關(guān)ZS131ZS136勺位置。a.28 在進(jìn)行 6 次裝料之后，旋轉(zhuǎn)布料器將再一次被定位在第一個(gè) 卸料位置，相應(yīng)的限位開關(guān) ZS131。在開始一個(gè)完整的6批裝 料循環(huán)之前，料位探測(cè)儀 M140對(duì)窯內(nèi)料位進(jìn)行檢測(cè)。a.29 向下啟動(dòng)M140，降下探測(cè)棒。如果在整個(gè)下降階段，松繩開關(guān)ZSH142沒有反應(yīng)，這意味著探 測(cè)棒沒有碰到石灰石，因此窯內(nèi)石灰石料位仍很低。a.30 向上啟動(dòng)M74Q提升探測(cè)棒，直到限位開關(guān) ZSHH14所指示 的停止位置。a.31 探測(cè)棒上升到位置ZSHH141后，系統(tǒng)準(zhǔn)備再次向窯內(nèi)裝 6料 車石灰石，然后再用料位儀M14Q測(cè)量窯內(nèi)料位。系統(tǒng)將根據(jù)石 灰石料位情況繼續(xù)裝幾批