[发明专利]高炉炉顶料位探测系统

说明书

技术领域

本发明涉及高炉炉顶系统，特别涉及一种高炉炉顶料位探测系统。

背景技术

探尺是高炉炉顶及上料系统的重要设施，在生产中担负着探测高炉内料面高度和分布情况的任务，是判断高炉内部原料燃烧进度的依据，同时为自动装料控制提供依据，因此对整个高炉系统的高效、安全运行起着重要的作用。但是目前的高炉探尺系统存在以下问题。(1) 由于探尺绝对值编码器的读数和实际高度是完全成比例对应的关系，调试时零点校准比较困难，校准过程麻烦， (2)探尺经过一段时间的运行后检测值往往会产生偏差，探尺的零米料线位和实际零米料线位差距会越来越大。此时如不对探尺零点进行校准，则可能会严重影响高炉的正常生产。(3)高炉生产过程中，重锤的链条会经常脱落并更换新重锤，更换重锤后必须重新设置绝对值编码器并进行零点校准，过程麻烦且耗时较多，影响正常生产。鉴于现有方法的这些问题，有必要进行针对性的改进，以提高高炉生产的效率和质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种高炉炉顶料位探测系统，使用该系统能够简便的对高炉炉顶料位进行测量，并解决目前高炉探尺调试过程中零点校准过程繁杂且耗时的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种高炉炉顶料位探测系统，包括：

(1)绝对值编码器数据采集模块，用于记录重锤在0m料线位和探尺设计量程H料线的分界点时绝对值编码器的读数a₁与a2； 

（2）链轮的旋转的整圈数记录模块：用于记录重锤从0m料线位到探尺设计量程H料线下降过程中链轮的旋转的整圈数n； 

（3）比例系数K计算模块：用于根据探尺设计量程、绝对值编码器的读数a_1，a₂ 、链轮的旋转的整圈数n，绝对值编码器分辨率的位数m计算比例系数K 

                      (ⅱ)；                 

（4）探尺高度计算模块：用于计算探尺高度实际值，每过一个时间周期，更新一次探尺高度实际值

                                               （ⅰ）

其中，为上一个时间周期的探尺高度值，为绝对值编码器在当前时间周期结束时的读数，为绝对值编码器在当前时间周期开始时的读数，时间周期时长的选择需满足在时间周期内，绝对值编码器的旋转不超过半周；

      (5) 探尺高度输出模块：用于输出所测量的探尺高度。

进一步地，该系统还包括：零位校准模块：用于将探尺下放至0m料线以下，之后再上提至0m料线以上，当主令控制器对应限位信号从无到有的一瞬间，自动将当前探尺高度实际值L₁置位成0m。 

 本发明的有益效果是：(1)通过使用本发明提供的方法，可以取消探尺调试过程中需要零点校准这一步骤，简化了调试步骤，节约了人力物力成本。特别是在重锤或者绝对值编码器更换后，都能够快捷准确的调试校准好编码器。(2) 探尺经过一段时间的运行后检测值往往会产生偏差，探尺的零米料线位和实际零米料线位差距会越来越大。过去要调校此偏差工作量较大，甚至会影响生产。通过本发明提供的零位校准步骤，可自动校准，可在生产过程中随时进行校准，保证所有探尺测量数据的精准和一致。

附图说明

图1为本发明一个实施例的硬件系统组成结构图。

图2为本发明一个实施例的高炉炉顶料位探测系统结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的硬件系统组成结构图，系统由PLC控制器、主令控制器、变频器、电机、链轮、重锤、增量编码器和绝对值编码器组成，PLC控制器接收主令控制器和绝对值编码器的信号；变频器与PLC控制器和电机相连，增量编码器与变频器和电机相连；电机与链轮相连接，带动链轮的正反转动，绝对值编码器与链轮相连接。

本实施方式选取探尺为最大量程为6m的探尺，绝对值编码器为16位单圈编码器。

所述PLC控制器接收从现场主令控制器传来的0m和 6m料线位置的数字量信号和绝对值编码器传送来的16位模拟量信号。然后根据本发明方法进行数据和在线计算，持续给出所探测到的料线高度。

所述主令控制器为现场机械式的触点信号，可将0m和 6m料线位置的数字量信号传送给PLC控制器。

所述变频器为控制电机正反转和速度的设备。

所述电机为带动链轮的正反转动。