[发明专利]转炉氧枪防坠装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业炼钢工艺氧枪卷扬升降装置，尤其是涉及用于转炉氧枪防坠的电气控制系统。

背景技术

转炉氧枪卷扬升降装置属于位势负载，在吹炼工艺操作中，氧枪需要作频繁的移动和定位。由于吹氧炼钢属于高温、高压、大流量气体作业，如出现错误指令或通讯干扰造成氧枪误动作，发生坠枪或者氧枪在低位溜枪则可能发生爆炸，造成设备和人身安全事故。因此氧枪除了需要精确定位之外，也更需要防止坠枪的更严密的安全联锁和动作条件。

现有的氧枪机构存在以下缺点：1、氧枪抱闸虽然采用了双抱闸，但是两个抱闸并联在一个控制回路，只有一路电气回路输出，并且抱闸接触器的触点也没有反馈至变频器。2、没有对氧枪抱闸在安装现场安装反馈抱闸真实开闭状况的接近开关。3、没有将氧枪下极限机械限位信号引至变频器，氧枪下极限机械限位信号只是接至PLC控制，一旦出现故障，故障信号由PLC处理后再给变频器，无法保证实时性。4、没有对钢丝绳张力进行检测，无法保证对钢丝绳断裂引发坠枪的这种恶劣事故的实时反应。5、对编码器反馈的枪高位置依赖性过高，一旦编码器故障，不能对氧枪位置做出正确判断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种转炉氧枪防坠装置及控制方法，该装置及控制方法能够防止氧枪坠枪事故的发生，使氧枪传动设备处于良好的安全生产状态，从而能够有效地提高氧枪操作的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种转炉氧枪防坠装置所采用的技术方案是：一种转炉氧枪防坠装置，包括变频器，氧枪电机和抱闸，其特征在于：还包括可编程控制器PLC，所述PLC用于控制所述变频器的启动、停止、速度给定，抱闸的开、关，变频器撤使能，所述变频器安装通讯板，通过该通讯板与所述PLC通信。

进一步改进的，所述变频器的主回路开关带有第一辅助触点，该第一辅助触点接在所述抱闸控制回路上。

又进一步改进的，所述变频器的抱闸控制回路的通断控制为中间继电器，所述中间继电器的线圈接在所述变频器的控制板上，所述中间继电器的辅助触点接在所述抱闸的控制回路上，当所述中间继电器线圈得电时，所述中间继电器的辅助触点闭合。

再进一步改进的，所述抱闸的接触器带有第二辅助触点，该第二辅助触点进入所述变频器控制板上。

作为优化方案，所述氧枪的下极限位保护信号硬接线接入所述变频器，所述下极限位保护信号作为变频器禁止氧枪电机下行的联锁条件。

作为又一优化方案，在所述抱闸的现场液压推杆连杆旁安装接近开关，该接近开关信号通过信号线连接所述变频器控制回路，作为所述变频器撤使能的联锁条件。

同时，本发明还提供了一种转炉氧枪防坠控制方法：其特征在于，其氧枪位置监测控制过程，包括以下步骤：

a-1：变频器开始运行，所述PLC通过其中断控制器，以一定的扫描周期扫描的变频器运行速度；

a-2：在每个扫描周期内计算氧枪的位置变化值和氧枪计算位置值，其中：

氧枪的位置变化值＝当前的变频器运行速度乘以扫描周期时长，

氧枪计算位置值＝上次记忆氧枪枪位+氧枪的位置变化值；式中，上次记忆氧枪枪位即上个扫描周期内计算的氧枪计算位置值；

a-3：比较当前氧枪计算位置值与变频器的编码器实际反馈的氧枪枪高度值，当二者之间的差值小于或等于设定的位置差值上限参数时，系统可一直按工艺条件正常运行，当该差值超过该位置差值上限参数时，即视为氧枪掉枪，立即触发变频器的急停停机逻辑。

作为进一步改进，它还包括钢丝绳张力检测报警控制过程，包括以下步骤：所述PLC在每个扫描周期实时检测氧枪电机运行中钢丝绳的张力，当该张力大于设定的张力上限参数或者小于设定的张力下限参数时，所述钢丝绳张力检测单元立即触发变频器停机程序，并发出报警信号。

作为又进一步的改进，其特征在于其开、关抱闸控制包括以下步骤：

b-1：所述PLC发出正常启动指令，变频器使能，变频器判断输出电流是否达到电机额定电流的设定电流参数，是，并且变频器没有检测到钢丝绳报警时，变频器控制回路上的开抱闸开关中间继电器得电，所述抱闸控制回路中间继电器主开关闭合，抱闸打开；

b-2：在氧枪运行到达目标位时，所述PLC向变频器发停止信号，变频器比较电机实际反馈速度与给定转速参数，当电机实际反馈速度小于给定转速参数时，执行关抱闸；

b-3：当所述PLC或变频器收到钢丝绳报警、急停、下极限位保护、变频器内部/外部故障报警中的任意一个信号时，变频器立即关抱闸。