[實(shí)用新型]高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720158099.3
• 申請(qǐng)日: 2007-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201110967Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳希泉;潘恒;司鵬;李開(kāi)勇;裴常明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萊蕪鋼鐵集團(tuán)電子有限公司
• 主分類號(hào): G05D3/00
• 分類號(hào): G05D3/00;G05D3/20;H02P27/04;H02P21/00
• 代理公司: 濟(jì)南魯科專利代理有限公司
• 代理人: 崔民海;辛?xí)栽?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高爐探尺的自動(dòng)變頻控制裝置，屬于煉鐵區(qū)域的電氣自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的高爐探尺單靠電機(jī)和抱閘來(lái)控制重錘的提升和下降，提尺時(shí)抱閘打開(kāi)，同時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)；降尺時(shí)抱閘打開(kāi)，重錘憑借重力做自由下降，依靠速度繼電器判斷重錘下降速度，過(guò)大時(shí)關(guān)閉抱閘，然后再打開(kāi)抱閘使重錘繼續(xù)下降。此種控制方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但弊端也顯而易見(jiàn)，一是機(jī)械抱閘裝置頻繁動(dòng)作，容易損壞，二是速度繼電器工作不穩(wěn)定，容易造成重錘下降超速，埋進(jìn)料面，造成提尺過(guò)載故障，使重錘脫落。這樣就會(huì)嚴(yán)重影響高爐的生產(chǎn)，使高爐休風(fēng)停產(chǎn)。這種單純的機(jī)械抱閘式探尺故障率高、維護(hù)難度大等問(wèn)題，是影響冶金企業(yè)正常生產(chǎn)的頑疾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)已有技術(shù)的不足，提供了一種工作穩(wěn)定、控制可靠、使用壽命長(zhǎng)、易于維護(hù)的高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置。

本發(fā)明的技術(shù)特征是設(shè)置位置傳感器，根據(jù)探尺不同的工作狀況，改變變頻器的力矩給定大小和方向，從而控制探尺工作于提尺、降尺、浮尺等相應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)。整個(gè)工作過(guò)程根據(jù)高爐冶煉的工藝要求，通過(guò)plc程序?qū)ψ冾l器發(fā)出提尺、降尺、停止命令，由變頻器控制探尺電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止，從而帶動(dòng)機(jī)械部分實(shí)現(xiàn)探尺重錘的相應(yīng)動(dòng)作。

本實(shí)用新型主要包括控制單元、變頻器、連續(xù)位置檢測(cè)的編碼器、輔助保護(hù)位置檢測(cè)的主令控制器等。

控制單元采用plc自動(dòng)控制系統(tǒng)，變頻裝置采用西門子系列矢量變頻器，連續(xù)位置檢測(cè)設(shè)備采用與電機(jī)主軸相連的編碼發(fā)生器，輔助保護(hù)位置檢測(cè)設(shè)備由與電機(jī)減速軸凸輪相聯(lián)接的主令控制器組成。

各組成設(shè)備主要功能：plc系統(tǒng)：根據(jù)不同工作方式和工作狀況發(fā)出相應(yīng)控制指令給變頻器，同時(shí)接收編碼器返回的位置反饋信號(hào)，修正控制指令；變頻系統(tǒng)：根據(jù)接收到的控制指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，同時(shí)檢測(cè)重錘重力變化情況，改變相應(yīng)控制參數(shù)，達(dá)到設(shè)定工作狀態(tài)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)：根據(jù)接收到的變頻控制指令進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)重錘工作；重錘：在電機(jī)帶動(dòng)下檢測(cè)料面；編碼器：與驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸相連，連續(xù)檢測(cè)重錘位置；主令控制器：與驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速軸相連，檢測(cè)重錘關(guān)鍵點(diǎn)位置。

一種高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置，包括控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器、連續(xù)位置檢測(cè)的編碼器、輔助保護(hù)位置檢測(cè)的主令控制器等，其特征是連續(xù)位置檢測(cè)的編碼器與控制單元的輸入端口連接；控制單元的輸出端口與變頻器的控制端連接；輔助保護(hù)位置檢測(cè)的主令控制器的輸出端與變頻器的控制端連接構(gòu)成控制回路。

控制單元采用plc自動(dòng)控制系統(tǒng)；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器采用西門子系列矢量變頻器；

連續(xù)位置檢測(cè)的編碼器采用與電機(jī)主軸相連的脈沖編碼發(fā)生器；

輔助保護(hù)位置檢測(cè)的主令控制器由與電機(jī)減速軸凸輪相聯(lián)接的主令控制器組成。

工作過(guò)程詳述如下：

控制方式

探尺的控制分為內(nèi)控和外控兩種(見(jiàn)圖2控制結(jié)構(gòu)圖)。內(nèi)控由變頻器內(nèi)部控制完成探尺電機(jī)正反轉(zhuǎn)，此種方式一般用于調(diào)試和緊急情況下使用。外控由plc自動(dòng)控制程序和變頻器共同完成。外控可由兩個(gè)操作地點(diǎn)完成操作，一為機(jī)旁，一為集中。機(jī)旁是純手動(dòng)操作，方便調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)定位。集中操作又分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式，用于生產(chǎn)時(shí)的正常控制。

控制原理

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，探尺在每一罐布料結(jié)束后要自動(dòng)下降探測(cè)料面，探到料面后跟隨料面一起下降，到達(dá)設(shè)定料線后自動(dòng)提尺至0米位置，等待下一次探測(cè)(見(jiàn)圖3工作流程原理圖)。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出降尺命令后，同時(shí)給定降尺頻率，變頻器發(fā)出反轉(zhuǎn)輸出，同時(shí)控制抱閘打開(kāi)，下降6秒后(根據(jù)實(shí)際可調(diào)整)，變頻器的矢量控制產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向自動(dòng)由向下轉(zhuǎn)為向上，用于抵消重錘重力，避免重錘作自由落體運(yùn)動(dòng)，防止重錘下陷進(jìn)料面。當(dāng)重錘降至料面后，變頻器自動(dòng)檢測(cè)力矩變化，使向上力矩加大，扶正重錘，不讓重錘倒在料面上。在料面下降時(shí)，重錘隨料面一起下降，起到力矩動(dòng)態(tài)浮標(biāo)的作用。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出提尺命令后，同時(shí)給定提尺頻率，變頻器發(fā)出正轉(zhuǎn)輸出，產(chǎn)生足夠大的向上力矩，提升探尺至等待位置，抱閘閉合。

探尺的位置檢測(cè)

探尺位置檢測(cè)必須準(zhǔn)確可靠。本系統(tǒng)通過(guò)多圈絕對(duì)值型編碼器檢測(cè)探尺連續(xù)位置，采用硬線連接方式采集輸據(jù)傳輸至plc系統(tǒng)進(jìn)行處理，在監(jiān)控畫(huà)面中實(shí)現(xiàn)初始校尺功能，正常生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需重新校正，方便可靠。

為了保證探尺機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，該系統(tǒng)另設(shè)有主令控制器，分別檢測(cè)上極限、下極限、料位0位、正常下限、正常上限等幾個(gè)位置。