一种用于炉窑自动上料装置及控制方法专利技术交底书

技术交底书1、名称一种用于炉窑自动上料装置及控制方法2、所属技术领域电气控制3、现有技术在钢铁企业中，上料系统是炉窑不可缺少的部分，炉窑上料的形式主要有料车卷扬上料和传输带上料两钟。卷扬料车上料机构结构紧奏、占地面积小，在用较普遍。其工作流程为：启动载料小车的上升信号后，卷扬电机控制载料小车低速运行约5s,载料小车上升速度由低速变高速，到顶前约5s载料小车速度由高速变低速，载料小车到顶卸料时间约6s；返程到底3s后开始启动混料皮带下料，料满后开始第二个周期过程。传统炉窑上料电控系统由凸轮控制器、plc、变频器以及传感器构成。在实际运行中存在如下问题，在上料时采用行程开关进行位置检测，依靠凸轮控制器控制运行，在灰尘多的石灰生产现场，高浓度的灰尘往往造成主令开关和行程开关的接点闭合后接触不良；机械部分长期在恶劣环境下运转，造成机械运转部分损坏，常导致上料小车失速脱轨、坐底、入窑等事故，轻则损毁设备、影响产量，重则造成人身伤；另系统采用超声波和雷达料位计监控炉窑内部料位虽可做到测量精度高，动态响应快。但在实际使用过程中常遇到噪声、电网电压波动、大功率电机启停、电磁感应以及突然断电、输入线等干扰，致使料位仪在程序执行过程中失控。为了提高料位检测质量，需在硬件上采取抗干扰措施，各信号线加光电隔离，控制箱加抗干扰抑制器，又相应增加了投资。4、发明的目的采用计算机控制系统，对炉窑原料进料的称量、装料、上料、布料、料位检测进行自动控制，确保炉窑上料安全顺行。o5、技术方案炉窑石灰石上料（见图4上料示意图）由称量料斗WT101、卷扬机M103、料仓、旋转布料器EV130、料盅EV122、料位探尺仪M140,二个液动闸门EV101、EV121组成，控制主要有卷扬机M103的控制、旋转布料器EV130的控制、料位探尺M140控制三部分组成。5.1卷扬机的控制小车运行轨迹上设置超低位见图4ZSLL112，下停车位ZSL111，下减速位ZSL115（图1小车定位智能主令控制器发出），上减速位ZSH116（图1小车定位智能主令控制器发出），高停车位ZSH113以及超高限位ZSHH113。卷扬启动时以40HZ的频率上升直至上减速位ZSH116自动减速至10HZ至高停车ZSH113位停止，延时10秒左右使车内的料倒完，接着小车自动以40HZ的速度下降至下减速位ZSL115速度频率降至10HZ直至下停车位ZSL111。小车定位检测由现场变送单元、连接电缆等主要部件组成。现场变送单元结构由机座、传动机构和旋转编码器组成;现场变送单元安装在现场，与受控设备（小车卷扬电机）传动轴钢性连接，通过旋转编码器和连接电缆将现场小车位置信号送至主控单元，主控单元结构由可编程控制器、输出继电器、控制电源等组成，主控单元与现场检测变送单元通过连接电缆连接，共同组成智能主令控制器,如图1所示。通过旋转在主令工作时，由受控设备通过现场检测变送单元的传动机构带动编码器一起旋转，编码器产生一系列位置码并送到可编程序（plc）的输入端，在）lc内部进行数学运算处理，同时与操作面板中可调的设定参数相比较，分别在ZSH116（图4）、ZSL115（图4）二个位置发出相应的控制信号，也就是给定10HZ频率（相当于8MA）,送变频器AI2端口见图1.1,进而达到控制卷扬马达减速目的，直至停车位停下。5.2旋转布料器的控制。旋转布料器的转动由液压马达驱动。旋转布料器向窑内卸料有6个不同的位置见图2，由6个接近开关进行控制，每一个位置与下一个位置成60度,每个加料周期相当于向料车和旋转布料器加六斗料量，共15t（即在窑内铺了一层料）。旋转布料器首次向窑内加料的第一个位置ZS131与料车卸到旋转料斗的位置相同，料车将第二斗料卸到旋转布料器内EV130后，旋转布料器便转到下一个位置ZS132向窑内加料，加料完后旋转布料器便正转300度转到ZS131位置,待第三斗料卸到旋转布料器内EV130后，旋转布料器便转到下一个位置ZS133向窑内加料，加料完后旋转布料器便正转240度转到ZS131位置待第四斗料车卸料。同理第五斗和第六斗卸料原理一致。也就是料车向旋转布料器卸料位置总是第一个加料位置，每加一斗料，由计数器和存储设备将其记录下来。在将旋转布料器中的第六斗料卸到窑内之后，整个加料系统须等待料位探测器M140发出新的加料周期指令，等待过程中，旋转布料器、料车以及称量料斗均应保持满料。5.3.料位探尺控制窑顶设料位探测器M140（行程0〜1.4m），其料位通过卷扬上的主令控制器显示和控制。加完一批料后，料位探测器的重锤放下，当探到大于1.4m见图3L处，图4ZSL141灯亮主令给出低料信号，料位探测器的重锤提起继续加料一次；当探到小于1.4m图3H处，重锤落在料面上不提起，此时松绳信号（见图3SW3）给出，图4ZSH142灯亮主令给出高料位信号通知卷扬小车停止上料，随着窑底出料，料面下降，当钢丝绳绷紧时松绳开关通知卷扬继续放绳，至再次松绳。这样循环直到至满行程，主令给出低料位L信号，此时料位探测器的重锤提起至0米图3HH处，图4ZSHH141灯亮允许系统加料，见图3。整个料位探尺控制原理见图3.1,图3.2.另图3.1SW1高高料位开关对应图3HH0米高高料位；图3.1SW2低料位开关对应图3L1.4米低料位；图3.1SW3绳松开关对应图3H0-1.4米高料位。6、有益效果采用计算机控制系统，对炉窑原料进料的称量、装料、上料、布料、料位检测进行自动控制，经过长时间运行，用PLC程序和无触点编码器代替机械凸轮触点的逻辑动作使运行更加可靠,料位计故障率为零，实现了料位的实时、准确检测，并能及时、准确发出超限警报信号，提高了炉窑的产能，经济效益显著。7、图面说明小车定位变频调速装置厂Lr-IIIIn;主电机变频器一中央控制器图1卷扬控制系统图11:rL\\.广、]_JPF」L].LI+仇L：LL：SVVVF(ATV71HD30N4)4：?,/-I--I□■'■□:-I：图1.1卷扬电机变频器控制图料车加料位置ZS133图2旋转布料器6点分布图

图3料位探尺控制图j:j:B，卜呵H.-.0图3.1料位探尺控制电气原理图LlLlL3L3CL\弋\L__L21L3_LIEL：?2L3=KT匚□?、■1YQ1■■■,YQ\YQ1¥QZYQ2\YQ>x图3.2料位探尺控制电气主回路原理图「严L二OZSLL112OEVH1E1EVL1=.QEVHPP图4炉窑上料工艺流程图8、实施例a.1炉窑自动上料可选择自动循环或手动循环模式。如果选择了自动循环，将会通过点击上位机屏幕上的相应键自动启动/停止。如果选择手动模式，操作人员将启动每个马达/或给每个电磁阀通电，注意互锁。a.2在启动石灰石装料系统前称量斗将预先用40－80mm的合适的石灰石装料。石灰石称量斗的低重触点信号WAL101将启动石灰石筛分供料系统给称量斗供料。当称量斗装满时，称量高限信号WAH101将停止向称量斗供料。a.3石灰石装料循环是通过窑内低料位信号ZSL141来启动的。a.4料位仪M140移动到顶端位置ZSHH141,进入到保护套管。在整个装料循环期间，料位探测棒将保持在这个位置。a.5启动石灰石装到料车的允许信号是来自下列触点信号出现之后ZSL111－料车底部限位开关，料车一定是空的EVL121－石灰窑装料密封闸门关限位EVL122－石灰窑小钟关闭限位EVL101－石灰石称量斗出口门关限位WAHH101－石灰石称量斗装到位信号ZS131－旋转布料器的横梁到达第一个装料位置a.6没有下列报警出现时，允许信号可以启动向料车装石灰石的顺序。ZSH117－料车钢丝绳松弛限位。a.7通过液压电磁阀EV101打开石灰石称量斗的门。限位开关EVH101指示完全打开。a.8向料车中卸石灰石要等3分钟，这在定时器页面可调整。a.9石灰石称量斗阀门通过液压电磁阀EV101来关闭。限位开关ZSL101指示完全关闭。a.10石灰石称量斗准备再次被装料，当WAL101信号出现时，将激活

石灰石的筛分供料系统，直到完全装满出现WAH101信号。a.ll通过电磁阀EV121打开窑顶装料密封闸门，限位开关EVH121指示完全开到位。a.12通过变频器控制用低速来启动卷扬机M103a.13大约10秒钟之后，通过变频器控制，M103开始由低速向高速增加,切换时间可以通过计算机屏幕上的相应键调整。a.14当料车到达位置ZSH116时，M103由高速切换到低速。a.15当低速运行的料车到达位置ZSH113时，将被停止。a.16向窑顶料仓卸下石灰石的等待时间：10秒，可通过键盘在定时器页面进行调整a.17通过变频器控制，M1703将以低速开始下降.a.18大约10秒钟之后，通过变频器，M103开始由低速向高速增加,切换时间可以通过键盘调整。a.19大约10秒钟之后，通过电磁阀EV121关闭装料密封闸门。限位开关ZSL121可指示完全关到位a.20当料车已经到达位置ZSL115,M103由高速切换到低速a.21料车以低速下行，当到达限位开关ZSL111位置时，将停止M703.a.22在料车的运行时间里，称量斗同时又用石灰石进行装料。称量斗的低重信号WAL101将启动筛分、供料系统，同样称量斗的高重信号WAH101将停止该系统。a.23允许信号EVL121表示石灰窑装料密封闸门关闭，通过电磁阀EV122打开石灰窑小钟。通过限位开关EVH122指示出完全开到位。a.24从窑顶旋转布料器向窑内卸料的等待时间20S，可通过键盘调整。第一车应卸在相应的限位开关ZS131处。a.25通过EV122关闭石灰窑的小钟。通过限位开关EVL122来指示完全锁闭。a.26通过电磁阀EV130定位旋转布料器，直到相应限位开关ZS132的第二个卸料位置。a.27第二车像前面所描述的以同样的顺序和互锁关系被装到石灰窑。每一次向石灰窑的装料，旋转布料器都将通过电磁阀EV130分布在下一个相应于6个限位开关ZS131~ZS136的位置。a.28在进行6次装料之后，旋转布料器将再一次被定位在第一个卸料位置，相应的限位开关ZS131。在开始一个完整的6批装料循环之前，料位探测仪M140对窑内料位进行检测。a.29向下启动M140,降下探测棒。如果在整个下降阶段，松绳开关ZSH142没有反应，这意味着探测棒没有碰到石灰石，因此窑内石灰石料位仍很低。a.30向上启动M740,提升探测棒，直到限位开关ZSHH141所指示的停止位置。a.31探测棒上升到位置ZSHH141后，系统准备再次向窑内装6料车石灰石，然后再用料位仪M140测量