專利名稱：高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開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。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的高爐探尺單靠電機(jī)和抱閘來控制重錘的提升和下降，提尺時(shí)抱閘打 開，同時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)；降尺時(shí)抱閘打開，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，過大時(shí)關(guān)閉抱閘，然后再打開抱閘使重錘繼續(xù)下降。 此種控制方式雖然結(jié)構(gòu)簡單，但弊端也顯而易見， 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、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)工作過程根據(jù)高爐冶煉的工藝要求，通過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?？刂茊卧捎胮lc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3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。--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?？刂茊卧捎胮lc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pk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?？刂?。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O米位置，等待下一次 探測(cè)(見圖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，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)控畫面中實(shí)現(xiàn)初始校尺功能，正常生產(chǎn)過程中無需重新校正，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。 本實(shí)用新型依靠變頻器與plc自控系統(tǒng)的協(xié)同控制，較好的解決了以上問題。 該自動(dòng)控制裝置可與不同類型的plc控制系統(tǒng)如(西門子、施耐德等)、人機(jī)監(jiān) 控軟件(如W頂CC、 Ifix、 mp7等)配套使用，軟件易于編程，無須對(duì)配套設(shè) 施提出特殊要求。具有控制靈活，操作方便、安全可靠、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)。

說明書附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖，說明書附圖2為本實(shí)用新型的控 制方式結(jié)構(gòu)圖，說明書附圖3為本實(shí)用新型的工作主流程圖。
具體實(shí)施方式
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)成控控制單元采用西門子200系列plc以及主要電氣設(shè)備。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器采用西門子系列矢量變頻器，型號(hào)6ES7021-0EA61及其配 套組成部分。連續(xù)位置檢測(cè)的編碼器采用與電機(jī)主軸相連的編碼發(fā)生器，采用多圈絕對(duì) 型SCM30-03344096-4096B。輔助保護(hù)位置檢測(cè)的主令控制器型號(hào)為HK23-06/05 。
權(quán)利要求1、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，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。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置，其特征是所述的控制 單元采用西門子200系列plc以及主要電氣設(shè)備。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置，其特征是所述的驅(qū)動(dòng) 電^l的變頻器采用西門子系列矢量變頻器，型號(hào)6ES7021-0EA61及其配套組成部 分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置，其特征是所述的連續(xù) 位置檢測(cè)的編碼器采用與電機(jī)主軸相連的編碼發(fā)生器，采用多圈絕對(duì)型 SCM30-03344096-4096B。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐探尺自動(dòng)變頻控制裝置，其特征是所述的輔助 保護(hù)位置檢測(cè)的主令控制器型號(hào)為服23-06/05 。
專利摘要本實(shí)用新型公開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。提供了一種工作穩(wěn)定、控制可靠、使用壽命長、易于維護(hù)的高爐探尺自動(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。軟件易于編程，無須對(duì)配套設(shè)施提出特殊要求。具有控制靈活，操作方便、安全可靠、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P21/00GK201110967SQ200720158099
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者鵬 司, 李開勇, 柳希泉, 恒 潘, 裴常明 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)電子有限公司