[实用新型]一种高炉溜槽旋转自动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高炉布料器的溜槽自动化控制技术领域，尤其涉及一种高炉溜槽旋转自动控制装置。

背景技术

针对当前全球能源紧缺，环境污染越来越严重的现实，国家对节能环保高度重视，钢铁企业是耗能大户，每年消耗占全球40％的能源，而高炉炼铁在钢铁企业又是耗能的重点，高炉炼铁中布料系统的性能直接关系到能源是否充分利用及高炉利用系数和废气烟尘排放指标。在高炉布料机电一体设备中，常常要求对执行机构的运动速度和位置加以控制，最后往往归结为对驱动机构运动的电机进行速度和位置控制。自从七十年代初由卢森堡Paul Wurth公司推出的无料钟炉顶装料设备取代传统的料钟炉顶以来，溜槽旋转都采用绕线转子异步电动机拖动(或直流机拖动)，这种控制模式不仅浪费能源，而且已远远不能满足现代工业的要求。电机变频控制具有控制灵活的优点，但由于相应保护系统不完善，控制精度不理想，给机械设备及人身安全带来很大安全隐患，无法满足正常生产的控制要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高炉溜槽旋转自动控制装置，克服现有技术的不足，采用PID矢量控制技术与PLC编程控制技术相结合，满足无料钟高炉布料工艺要求的多种布料方式，溜槽旋转方向实现软变换，减少对电网的干扰和机械设备的冲击，同时根据负荷选择输出能量的大小，节约电能消耗。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种高炉溜槽旋转自动控制装置，其特征在于，包括输入单元、变频驱动单元、执行单元和PLC控制单元，输入单元依次与变频驱动单元、执行单元相连，PLC控制单元与变频驱动单元相连接，所述输入单元包括快速熔断器、接触器和电抗器一，三相电源依次与快速熔断器、接触器和电抗器一相连接；

所述变频驱动单元包括微处理器CPU、整流模块、储能电容、制动模块、制动电阻、逆变模块，整流模块输入端与电抗器一输出端相连，整流模块输出端分别与制动模块输入端、逆变模块输入端相连接，整流模块的两个输出端之间还设有储能电容，制动模块的两个输出端之间设有制动电阻，制动模块的故障输出端与制动单元故障继电器线圈相连接，微处理器CPU与整流模块和制动模块分别通过总线相连；

所述执行单元包括电抗器二、电机、布料回转机构，电抗器二输入端与逆变模块输出端相连，电机输出轴经减速与布料回转机构相连接，电机轴头上设有增量型脉冲编码器，布料回转机构上设有绝对值型编码器；

所述PLC控制单元包括电源模块、输入模块、输出模块、PID调节模块，输入模块分别通过变频准备就绪中间继电器、系统故障中间继电器与微处理器CPU输出端相连接；输出模块分别经运行允许中间继电器、正转中间继电器、反转中间继电器与微处理器CPU输入端相连接；PID调节模块分别与微处理器CPU的模拟量输出口、通讯口相连接，同时PID调节模块的编码器口分别与电机轴头上的增量型脉冲编码器和布料回转机构上的绝对值型编码器相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)通过PID矢量闭环控制技术与PLC编程控制技术相结合，把转速指令转换成4～20mA的模拟信号发给PLC单元，用来控制溜槽的转速，使系统既能有较大的转矩和快速性，又能够达到较理想的准确度，同时实现了根据负荷选择能量输出的大小，避免能量浪费。

2)实现无料钟高炉可编程布料，根据工艺要求完成环行布料、回旋布料、扇形布料、定点布料等多种布料方式，溜槽旋转方向用变频调速实现软启动，减少了对电网的干扰和机械设备的冲击，延长了机械寿命。

3)电机轴头上设置增量型脉冲编码器，检测电机转子的角速度，作为速度反馈；布料回转机构上设置绝对值型编码器相连接，检测布料器实际机械运动位置，作为位置反馈，可以使布料准确、反应迅速。

4)有输入单元和执行单元中采用电抗器，既起到保护及抗外部干扰和储能的作用，也起到消除变频驱动器中整流元件产生的谐波作用，对短路保护也有一定作用。

5)此装置大大提高了高炉利用系数，实现了矿石、焦炭在高炉内的精确布料，维护工作量少，节省电能和焦炭，减少了因布料配比精度不够而导致的废气及烟尘排放。

附图说明

图1是本实用新型原理结构示意图；

图中：1-输入单元  2-变频驱动单元  3-执行单元  4-PLC控制单元

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：