基于plc的高溫爐窯料位檢測裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種檢測裝置及控制方法，具體說涉及一種高溫爐窯料位檢測裝置及控制方法。
【背景技術】
[0002]爐窯料位檢測裝置是石灰豎窯的主要設備之一，廣泛應用于冶金、有色金屬等行業。該設備在整個系統中起著至關重要的作用，它能否正常運行直接影響豎窯爐況、產品產量和質量。傳統的檢測裝置主要由電動機一減速器組件、失重機構、重錘、鋼絲繩以及電控部分組成。電控部分主要由絲桿箱和電控箱組成。絲桿箱安裝在電動機一減速器組件固定支架上，絲桿箱內有二個接近開關和銅滑令組件，該絲桿箱與電動機一減速器組件有主從關系，電動機一減速器組件正轉，絲桿箱內銅滑令組件也正向運行，電動機一減速器組件反轉，絲桿箱內銅滑令組件反向運行(見圖1)。在絲桿箱內固定二個可調整距離的接近開關SffUSW2, Sffl其作用是檢測筒倉高高料位位置HH (設定滿倉80%)信號，SW2其作用是檢測筒倉低料位位置L(設定滿倉50%)信號。當重錘下降至低料位位置L，此時與電動機一減速器組件有主從關系的絲桿箱內銅滑令滑行至SW2接近開關，使其動作，表示此刻爐窯料位為低料位；反之當重錘上升至高高料位位置HH (設定滿倉80%)信號，此時與電動機一減速器組件有主從關系的絲桿箱內銅滑令滑行至SWl接近開關，使其動作，表示此刻爐窯料位為高料位。由于采用機械式開關調整位置，因現場粉塵多，且溫度高(窯頂內部溫度180度)，調整不便且運行精度低，直接影響到料位檢測，對豎窯整個上料系統設備造成很大危害。
【發明內容】
[0003]本發明目的在于提供一種高溫爐窯料位檢測裝置及控制方法，可用弱電控制強電，用程序邏輯代替機械銅滑令的動作，以無觸點代替有觸點，以避免機械故障，從而確保窯頂料位檢測精度和可靠性。
[0004]根據本發明一方面提供一種基于可編程邏輯控制器(Programmable LogicController, PLC)的高溫爐窯料位檢測裝置，包括:主控單元、現場檢測變送單元、連接電纜；主控單元包括操作面板、PLC、輸出繼電器、控制電源；現場檢測變送單元與受控設備相連接，并包括電動機、傳動機構、旋轉編碼器，通過旋轉編碼器和連接電纜將受控設備的位置信號送至主控單元；所述傳動機構驅動鋼絲繩的繞線盤，所述旋轉編碼器與所述繞線盤和PLC輸入端連接，PLC與操作面板連接，并輸入節點信號。
[0005]所述主控單元安裝在現場墻上。
[0006]所述主控單元安裝在支架上。
[0007]所述主控單元安裝在控制室內
[0008]所述操作面板是西門子操作面板，所述PLC是西門子PLC。
[0009]還包括一個設于爐窯料倉的料位計，以接收探料信號。
[0010]所述電動機通過聯軸器與傳動機構的輸入軸相連接。[0011 ] 還包括控制電源的一個主回路和一個控制回路。
[0012]根據本發明另一方面提供一種高溫爐窯料位控制方法，包括放錘階段、觸料面停錘階段和收錘階段，分別包括以下步驟:
[0013]放錘:由料位計接收到探料信號后，使下降交流接觸器得電吸合，電動機通過聯軸器帶動減速機轉動，減速機再帶動繞線盤轉動放出鋼絲繩使重錘從起始位置開始下降，使與之相連接的旋轉編碼器同步轉動，將重錘的位置轉化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，PLC將采集到的格雷碼進行譯碼、累加等數學運算處理，并將運算的結果通過操作面板顯示，輸出節點信號參與控制；
[0014]觸料面停錘:當重錘接觸到料面時，限位開關SW3動作，由PLC分析得到觸料面信號即停錘信號，下降交流接觸器斷開，電動機停止；
[0015]收錘:料位計接收到收錘信號后，使上升交流接觸器吸合，電動機轉動，收錘直到原點O米位置，在收錘的過程中，電動機帶動減速機使繞線盤同步轉動，鋼絲繩收緊上升，與之相連接的旋轉編碼器同步轉動，將重錘的位置轉化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，由PLC將采集到的信號進行處理，并將運算的結果通過操作面板顯示，輸出節點信號參與控制。
[0016]本發明的基于PLC高溫爐窯料位檢測裝置及控制方法，電控部分采用可編程邏輯控制器(PLC)與絕對型旋轉編碼器，通過旋轉編碼器產生的格雷碼實現對現場物體位移的檢測，然后經PLC譯碼、運算、分析，以產生不同的控制信號和各種保護輸出，由于用弱電控制強電，用程序邏輯代替機械銅滑令的動作，以無觸點代替有觸點，這樣就避免了許多機械故障，從而確保了窯頂料位實時檢測精度、可靠性，并能及時、準確發出超限警報信號，從而提高了爐窯的產能，經濟效益顯著。
【附圖說明】
[0017]圖1是現有技術的原料位計絲桿箱控制示意圖；
[0018]圖2是本發明一個實施例的基于PLC高溫爐窯料位檢測裝置結構框圖；
[0019]圖3是圖2實施例的基于PLC高溫爐窯料位檢測裝置進行料位測量原理圖；
[0020]圖4是圖2實施例的基于PLC高溫爐窯料位檢測裝置的高低料位控制信號示意圖；
[0021]圖5是圖2所示實施例的控制回路原理圖；
[0022]圖6是圖2所示實施例的主回路原理圖。
【具體實施方式】
[0023]為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發明并不限于下述【具體實施方式】，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現的精神來理解本發明，各技術術語可以基于本發明的精神實質來作最寬泛的理解。在附圖中相同的附圖標記表示相同的部分。
[0024]如圖2所示,本發明一個實施例的基于可編程邏輯控制器(Programmable LogicController, PLC)的高溫爐窯料位檢測裝置，包括:主控單元1、現場檢測變送單元2、連接電纜3 ;主控單元I包括操作面板la、PLC、輸出繼電器、控制電源；現場檢測變送單元2與受控設備5相連接，并包括電動機D (圖3)、旋轉編碼器2a、傳動機構2b，通過旋轉編碼器和連接電纜將受控設備的位置信號送至主控單元I。在本實施例中，操作面板可采用西門子操作面板，PLC可采用西門子PLC。主控單元安裝在現場墻上或支架9上，或安裝在控制室或操作室內。
[0025]本發明的高溫爐窯料位控制方法，采用上述高溫爐窯料位檢測裝置，該控制方法包括放錘階段、觸料面停錘階段和收錘階段，分別包括以下步驟:
[0026]放錘階段(參看圖3):設于料倉7的料位計(未標示)接收到探料信號后，使下降交流接觸器得電吸合(見圖6YQ2)，電動機D通過聯軸器2b’帶動傳動機構即減速機2b轉動，減速機2b再帶動繞線盤(未標示)轉動放出鋼絲繩5a使重錘5b從起始位置開始下降，與之相連接的旋轉編碼器2a同步轉動，將重錘5b的位置信號轉化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，PLC將采集到的格雷碼進行譯碼、累加等數學運算處理；隨后將運算的結果通過操作面板Ia顯示b，輸出節點信號參與控制。
[0027]觸料面停錘階段(參看圖3):鋼絲繩5a在重錘5b的重力作用下，始終保持拉緊狀態，當重錘5b接觸到料面時，鋼絲繩5a由于失去重錘拉力作用而松弛此時限位開關SW3動作，PLC分析得到觸料面信號(停錘信號)，下降交流接觸器斷開，電動機D停止。
[0028]收錘階段:料位計接收到收錘信號后，使上升交流接觸器吸合(見圖6YQ1接觸器)，電動機D轉動，收錘直到原點O米位置；在收錘的過程中，電動機D帶動減速機2b使繞線盤同步轉動，鋼絲繩收緊上升，與之相連接旋轉編碼器2a同步轉動，將重錘的位置信號轉化成格雷碼送到可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端，PLC將采集到的信號進行處理，隨后運算的結果