[實用新型]一種高爐溜槽旋轉自動控制裝置

有效

• 申請號: 201120321685.1
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN202265587U
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 田印福
• 申請（專利權）人: 中國三冶集團有限公司電氣安裝工程公司
• 主分類號: C21B7/20
• 分類號: C21B7/20
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型涉及高爐布料器的溜槽自動化控制技術領域，尤其涉及一種高爐溜槽旋轉自動控制裝置。

背景技術

針對當前全球能源緊缺，環境污染越來越嚴重的現實，國家對節能環保高度重視，鋼鐵企業是耗能大戶，每年消耗占全球40％的能源，而高爐煉鐵在鋼鐵企業又是耗能的重點，高爐煉鐵中布料系統的性能直接關系到能源是否充分利用及高爐利用系數和廢氣煙塵排放指標。在高爐布料機電一體設備中，常常要求對執行機構的運動速度和位置加以控制，最后往往歸結為對驅動機構運動的電機進行速度和位置控制。自從七十年代初由盧森堡Paul?Wurth公司推出的無料鐘爐頂裝料設備取代傳統的料鐘爐頂以來，溜槽旋轉都采用繞線轉子異步電動機拖動(或直流機拖動)，這種控制模式不僅浪費能源，而且已遠遠不能滿足現代工業的要求。電機變頻控制具有控制靈活的優點，但由于相應保護系統不完善，控制精度不理想，給機械設備及人身安全帶來很大安全隱患，無法滿足正常生產的控制要求。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種高爐溜槽旋轉自動控制裝置，克服現有技術的不足，采用PID矢量控制技術與PLC編程控制技術相結合，滿足無料鐘高爐布料工藝要求的多種布料方式，溜槽旋轉方向實現軟變換，減少對電網的干擾和機械設備的沖擊，同時根據負荷選擇輸出能量的大小，節約電能消耗。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：

一種高爐溜槽旋轉自動控制裝置，其特征在于，包括輸入單元、變頻驅動單元、執行單元和PLC控制單元，輸入單元依次與變頻驅動單元、執行單元相連，PLC控制單元與變頻驅動單元相連接，所述輸入單元包括快速熔斷器、接觸器和電抗器一，三相電源依次與快速熔斷器、接觸器和電抗器一相連接；

所述變頻驅動單元包括微處理器CPU、整流模塊、儲能電容、制動模塊、制動電阻、逆變模塊，整流模塊輸入端與電抗器一輸出端相連，整流模塊輸出端分別與制動模塊輸入端、逆變模塊輸入端相連接，整流模塊的兩個輸出端之間還設有儲能電容，制動模塊的兩個輸出端之間設有制動電阻，制動模塊的故障輸出端與制動單元故障繼電器線圈相連接，微處理器CPU與整流模塊和制動模塊分別通過總線相連；

所述執行單元包括電抗器二、電機、布料回轉機構，電抗器二輸入端與逆變模塊輸出端相連，電機輸出軸經減速與布料回轉機構相連接，電機軸頭上設有增量型脈沖編碼器，布料回轉機構上設有絕對值型編碼器；

所述PLC控制單元包括電源模塊、輸入模塊、輸出模塊、PID調節模塊，輸入模塊分別通過變頻準備就緒中間繼電器、系統故障中間繼電器與微處理器CPU輸出端相連接；輸出模塊分別經運行允許中間繼電器、正轉中間繼電器、反轉中間繼電器與微處理器CPU輸入端相連接；PID調節模塊分別與微處理器CPU的模擬量輸出口、通訊口相連接，同時PID調節模塊的編碼器口分別與電機軸頭上的增量型脈沖編碼器和布料回轉機構上的絕對值型編碼器相連接。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)通過PID矢量閉環控制技術與PLC編程控制技術相結合，把轉速指令轉換成4～20mA的模擬信號發給PLC單元，用來控制溜槽的轉速，使系統既能有較大的轉矩和快速性，又能夠達到較理想的準確度，同時實現了根據負荷選擇能量輸出的大小，避免能量浪費。

2)實現無料鐘高爐可編程布料，根據工藝要求完成環行布料、回旋布料、扇形布料、定點布料等多種布料方式，溜槽旋轉方向用變頻調速實現軟啟動，減少了對電網的干擾和機械設備的沖擊，延長了機械壽命。

3)電機軸頭上設置增量型脈沖編碼器，檢測電機轉子的角速度，作為速度反饋；布料回轉機構上設置絕對值型編碼器相連接，檢測布料器實際機械運動位置，作為位置反饋，可以使布料準確、反應迅速。

4)有輸入單元和執行單元中采用電抗器，既起到保護及抗外部干擾和儲能的作用，也起到消除變頻驅動器中整流元件產生的諧波作用，對短路保護也有一定作用。

5)此裝置大大提高了高爐利用系數，實現了礦石、焦炭在高爐內的精確布料，維護工作量少，節省電能和焦炭，減少了因布料配比精度不夠而導致的廢氣及煙塵排放。

附圖說明

圖1是本實用新型原理結構示意圖；

圖中：1-輸入單元??2-變頻驅動單元??3-執行單元??4-PLC控制單元

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：