[發明專利]基于熱備份冗余檢測技術的物料跟蹤系統及方法

有效

• 申請號: 201410330433.3
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104199467B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李星;李永泉;吳明光
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高

1.一種基于熱備份冗余檢測技術的物料跟蹤系統，其特征在于包括輥底式熱處理爐的傳動檢測系統和控制系統；

輥底式熱處理爐的傳動檢測系統按物料運動方向分為進料、爐膛和出料3個子系統：進料子系統包括進料電機(1)和接近開關(2)，爐膛子系統包括4臺爐內變頻傳動電機(10)、4臺斷鏈檢測裝置(20)、4臺編碼器(30)、4組“3+1”結構的激光對射儀組(100)，出料子系統包括出料電機(3)、升降電機(4)、橫移卸料電機(5)、上升限位器(6)和下降限位器(7)；控制系統包括馬達控制中心MCC柜(46)、分層架構的PLC下位機(40)和觸摸屏上位機(50)控制系統；

4組“3+1”結構的激光對射儀組(100)沿96米長的輥底爐等距安裝，第一、二、三和四“3+1”結構的激光對射儀組(110、120、130和140)分別位于輥底爐的24、48、72和96米處，4臺爐內變頻傳動電機(10)的安裝位置位于輥底爐的24、48、72和96米處；4臺斷鏈檢測裝置(20)與4臺爐內變頻傳動電機(10)一一對應，安裝在各自對應的爐內變頻傳動電機(10)的傳動鏈旁，4臺編碼器(30)與4臺爐內變頻傳動電機(10)一一對應，與各自對應的爐內變頻傳動電機(10)同軸安裝；進料電機(1)、接近開關(2)依次安裝在進料子系統，出料電機(3)位于出料子系統入口，升降電機(4)和橫移卸料電機(5)則安裝在出料子系統的出口；4臺爐內變頻傳動電機(10)、4臺編碼器(30)與馬達控制中心MCC柜(46)相連，4臺斷鏈檢測裝置(20)與PLC下位機(40)相連，PLC下位機(40)與馬達控制中心MCC柜(46)相連；

所述的“3+1”結構的激光對射儀組包括3支工作激光對射儀、1支備用激光對射儀，“3+1”結構激光對射儀組采用雙“3取2原則”的信號處理流程。

2.根據權利要求1所述的基于熱備份冗余檢測技術的物料跟蹤系統，其特征在于所述的控制系統的PLC下位機(40)采用S7-300系列，由電源模塊PS307(41)、CPU315-2PN/DP(42)、通信模塊340-1CH02(43)、數字量輸入模塊321-1BL00(44)、數字量輸出模塊322-1BL00(45)組成，DI信號使用的位號是I0.0～I6.4、備用的位號是I6.5～6.7，DO信號使用的位號是Q0.0～Q3.4、備用的位號是Q3.5～Q3.7；控制系統的觸摸屏上位機(50)型號為MP277，觸摸屏上位機(50)和PLC下位機(40)經PROFI-BUS現場總線連接；馬達控制中心MCC柜(46)配置4臺M440型變頻器，每臺變頻器均配編碼器模塊、DP通訊模塊以及BOP面板，M440的DP通訊模塊與通信模塊340-1CH02(43)通過PROFI-BUS現場總線連接；

1LG01304AA70型進料電機(1)與數字量輸入模塊321-1BL00(44)、數字量輸出模塊322-1BL00(45)連接，點位分配：I0.0啟動按鈕、I0.1停止按鈕、I0.2運行狀態、I0.3故障狀態，Q0.0啟動停止輸出；

1LG01304AA70型出料電機(3)與數字量輸入模塊321-1BL00(44)、數字量輸出模塊322-1BL00(45)連接，點位分配：I0.5啟動按鈕、I0.6停止按鈕、I0.7運行狀態、I1.0故障狀態，Q0.1啟動停止輸出；

1LG01304AA70型升降電機(4)與數字量輸入模塊321-1BL00(44)、數字量輸出模塊322-1BL00(45)連接，點位分配：I1.1上升按鈕、I1.2下降按鈕、I1.3停止按鈕、I1.4上升狀態、I1.5下降狀態、I1.6故障狀態，Q0.2上升輸出、Q0.3下降輸出；

1LG01304AA70型橫移卸料電機(5)與數字量輸入模塊321-1BL00(44)、數字量輸出模塊322-1BL00(45)連接，點位分配：I1.7啟動按鈕、I2.0停止按鈕、I2.1運行狀態、I2.2故障狀態，Q0.4啟動停止輸出；

4臺爐內變頻傳動電機(10)的電機型號為1LG01346AA70，一一對應配置4臺M440型變頻器、4臺RHI90N-OHAK1R61N-01024型編碼器(30)，4臺爐內變頻傳動電機(10)與4臺編碼器(30)一一對應，編碼器的輸入信號端子A、AN、B、BN、PE與爐內變頻傳動電機相連，其輸出信號則一一對應接入M440的編碼器模塊；每臺爐內變頻傳動電機借助鏈傳動驅動30根傳動輥、120根傳動輥沿96米長輥底式熱處理爐等距分布，PLC下位機(40)通過馬達控制中心MCC柜(46)控制4臺爐內變頻傳動電機(10)；

4臺爐內變頻傳動電機(10)的第一、二、三和四臺與數字量輸入模塊321-1BL00(44)、數字量輸出模塊322-1BL00(45)連接，依次的點位分配是：I2.3啟動按鈕、I2.4停止按鈕、I2.5復位按鈕，Q0.5故障指示燈、Q0.6運行指示燈；I2.6啟動按鈕、I2.7停止按鈕、I3.0復位按鈕，Q0.7故障指示燈、Q1.0運行指示燈；I3.1啟動按鈕、I3.2停止按鈕、I3.3復位按鈕，Q1.1故障指示燈、Q1.2運行指示燈；I3.4啟動按鈕、I3.5停止按鈕、I3.6復位按鈕，Q1.3故障指示燈、Q1.4運行指示燈；TL-Q5MC1-Z型斷鏈檢測裝置安裝在傳動齒輪側，4臺斷鏈檢測裝置(20)的第一、二、三和四斷鏈檢測裝置與數字量輸入模塊321-1BL00(44)連接，點位依次分配：I5.7、I6.0、I6.1和I6.2；接近開關(2)、上升限位器(6)、下降限位器(7)的DI信號接入數字量輸入模塊321-1BL00(44)，點位依次分配：I0.4、I6.3和I6.4，型號是：CJ8M-A1NK、CJ8M-A1NK和CJ8M-A1NK；

4組“3+1”結構的激光對射儀組(100)包括第一“3+1”結構的激光對射儀組(110)、第二“3+1”結構的激光對射儀組(120)、第三“3+1”結構的激光對射儀組(130)和第四“3+1”結構的激光對射儀組(140)，激光對射儀組均是4支IGE-94型激光對射儀的組合；每支激光對射儀輸出1個DI狀態信號、接收1個DO控制信號，DI和DO分別接入數字量輸入模塊321-1BL00(44)、數字量輸出模塊322-1BL00(45)；第一“3+1”結構的激光對射儀組(110)第1支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I3.7，受點位Q1.5的DO信號控制；第一“3+1”結構的激光對射儀組(110)第2支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.0，受點位Q1.6的DO信號控制，第一“3+1”結構的激光對射儀組(110)第3支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.1，受點位Q1.7的DO信號控制，第一“3+1”結構的激光對射儀組(110)第4支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.2，受點位Q2.0的DO信號控制，第二“3+1”結構的激光對射儀組(120)第1支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.3，受點位Q2.1的DO信號控制；第二“3+1”結構的激光對射儀組(120)第2支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.4，受點位Q2.2的DO信號控制，第二“3+1”結構的激光對射儀組(120)第3支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.5，受點位Q2.3的DO信號控制，第二“3+1”結構的激光對射儀組(120)第4支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.6，受點位Q2.4的DO信號控制；第三“3+1”結構的激光對射儀組(130)第1支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I4.7，受點位Q2.5的DO信號控制；第三“3+1”結構的激光對射儀組(130)第2支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I5.0，受點位Q2.6的DO信號控制，第三“3+1”結構的激光對射儀組(130)第3支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I5.1，受點位Q2.7的DO信號控制，第三“3+1”結構的激光對射儀組(130)第4支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I5.2，受點位Q3.0的DO信號控制；第四“3+1”結構的激光對射儀組(140)第1支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I5.3，受點位Q3.1的DO信號控制；第四“3+1”結構的激光對射儀組(140)第2支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I5.4，受點位Q3.2的DO信號控制，第四“3+1”結構的激光對射儀組(140)第3支激光對射儀的DI檢測信號的點位是I5.5，受點位Q3.3的DO信號控制，第四“3+1”結構的激光對射儀組(140)第4支激光對射儀的DI檢測信號的點位I5.6，受點位Q3.4的DO信號控制。