[发明专利]PLC控制的节能环保型红土镍矿冶炼竖炉上料控制系统

权利要求书

1.一种PLC控制的节能环保型红土镍矿冶炼竖炉上料控制系统，其特征包括小料仓，中间大料仓(13)，竖炉(14)、料尺控制单元(4)和自动加料控制单元(5)；小料仓即矿石料仓(10)、焦炭料仓(11)、石灰石料仓(12)；小料仓、中间大料仓和竖炉内均设有料尺控制单元；料尺控制单元(4)由卷扬机(1)，钢丝绳(2)，重锤(3)组成；自动加料控制单元(5)由PLC控制单元(6)和人机接口(7)，传感器检测单元(8)，执行机构(9)组成。

2.根据权利要求1所述一种PLC控制的节能环保型红土镍矿冶炼竖炉上料控制系统，其特征是料尺控制单元实现对炉内料的探测控制，卷扬机通过钢丝绳拉动重锤上下移动；重锤由于自身重量落在炉料上与炉料紧紧接触，PLC向卷扬机电机变频器输出向上转动的提升力矩M1作为力矩限幅值和向上的提升速度，连接重锤和卷扬机的钢丝绳绷紧，重锤受到钢丝绳向上的提升力作用，但力矩M1不足以克服重锤重力产生的力矩M3，重锤不会随提升力向上移动，相反，重锤随着炉料下降仍然向下移动，并与炉料紧紧接触，此时装在卷扬机后的编码器即可指示炉料的位置；当料尺检测到需向炉内加料时，向卷扬机电机变频器输出向上转动的提升力矩M2作为力矩限幅值和向上的提升速度，力矩M2足以克服重锤重力产生的力矩M3，重锤随着卷扬机的转动向上提升直到起始位，当重锤达到起始位时即可向炉内加料。

3.根据权利要求2所述一种PLC控制的节能环保型红土镍矿冶炼竖炉上料控制系统，其特征是在起始位上方加行程开关作为料尺位移值的标定位，以便操作人员在一定时间周期内对料尺手动标定。

4.根据权利要求1所述一种PLC控制的节能环保型红上镍矿冶炼竖炉上料控制系统，其特征是自动加料控制单元分三部分，第一部分实现对矿石料仓(8)，焦炭料仓(9)，石灰石料仓(10)三个小料仓自动送料；第二部分实现对由三个小料仓向中间大料仓(11)加料；第三部分实现由中间料仓向竖炉(12)内加料；三个小料仓的自动加料以料仓下的传感器信号为依据，当称重仪检测某个小料仓内没料时，就会启动相应的皮带机送料到小料仓，当传感器检测到小料仓装满料时停止皮带机送料；料尺检测信号被实时送到PLC系统，料尺测量的料位值低于设定的某一极限位置时，PLC由此产生加料信号，同时PLC里既定的顺控程序块将按照工艺要求判断出哪个小料仓需向中间料仓加料，所需加的重量和配比由二级模型机给出，PLC由此输出打开小料仓阀门控制信号，小料仓开始向中间料仓加料，在此过程中PLC会根据程序里算出的所需加料值和中间料仓下的称重仪测量值实时比较，当两者之差小于某一值时阀门关闭停止向中间料仓加料，同时PLC给出中间料仓向竖炉内加料的控制信号，中间料仓下的阀门打开开始下料，当下料值达到程序设定值时阀门关闭停止加料。

5.根据权利要求1所述一种PLC控制的节能环保型红土镍矿冶炼竖炉上料控制系统，其特征是PLC控制单元由西门子S7-400系列PLC系列构成，包括一个PLC主站和ET200远程站；PLC主站由一个S7-400的CPU，一个CP443-1工业以太网通信模块，一个DP通讯模块以及相应的机架模块和电源模块；完成对信号输入输出处理，逻辑计算，通讯处理；ET200远程站由ET200通讯模块以及相应的数字输入输出模块，模拟输入输出模块；完成对现场检测信号的输入采集和对输出信号的输出；ET200采集的信号通过DP网线传送到PLC主站系统；人机接口由两台惠普工控机组成；显示现场检测到的料位值，料仓内料重，执行机构的运动状态，以及作为操作人员的手动操作界面；工控机与PLC之间以以太网通讯协议实现数据互换。

6.根据权利要求1所述一种PLC控制的节能环保型红土镍矿冶炼竖炉上料控制系统，其特征是传感器单元完成对现场工艺参数的检测，由四个称重仪，一个库伯勒编码器组成和一个行程开关组成；四个称重仪分别完成料仓内料的称量；编码器完成料位的检测；行程开关指示料尺的标定位。

7.根据权利要求1所述一种PLC控制的节能环保型红土镍矿冶炼竖炉上料控制系统，其特征是执行机构包括四个电动阀门和一个西门子变频器；其中三个电动阀门控制三个小料仓向中间大料仓加料，另一个电动阀门控制中间大料仓向炉内加料；西门子变频器控制料尺卷扬电机的设定速度和设定力矩。