基于plc的高温炉窑料位检测装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测装置及控制方法，具体说涉及一种高温炉窑料位检测装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]炉窑料位检测装置是石灰竖窑的主要设备之一，广泛应用于冶金、有色金属等行业。该设备在整个系统中起着至关重要的作用，它能否正常运行直接影响竖窑炉况、产品产量和质量。传统的检测装置主要由电动机一减速器组件、失重机构、重锤、钢丝绳以及电控部分组成。电控部分主要由丝杆箱和电控箱组成。丝杆箱安装在电动机一减速器组件固定支架上，丝杆箱内有二个接近开关和铜滑令组件，该丝杆箱与电动机一减速器组件有主从关系，电动机一减速器组件正转，丝杆箱内铜滑令组件也正向运行，电动机一减速器组件反转，丝杆箱内铜滑令组件反向运行(见图1)。在丝杆箱内固定二个可调整距离的接近开关SffUSW2, Sffl其作用是检测筒仓高高料位位置HH (设定满仓80%)信号，SW2其作用是检测筒仓低料位位置L(设定满仓50%)信号。当重锤下降至低料位位置L，此时与电动机一减速器组件有主从关系的丝杆箱内铜滑令滑行至SW2接近开关，使其动作，表示此刻炉窑料位为低料位；反之当重锤上升至高高料位位置HH (设定满仓80%)信号，此时与电动机一减速器组件有主从关系的丝杆箱内铜滑令滑行至SWl接近开关，使其动作，表示此刻炉窑料位为高料位。由于采用机械式开关调整位置，因现场粉尘多，且温度高(窑顶内部温度180度)，调整不便且运行精度低，直接影响到料位检测，对竖窑整个上料系统设备造成很大危害。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种高温炉窑料位检测装置及控制方法，可用弱电控制强电，用程序逻辑代替机械铜滑令的动作，以无触点代替有触点，以避免机械故障，从而确保窑顶料位检测精度和可靠性。
[0004]根据本发明一方面提供一种基于可编程逻辑控制器(Programmable LogicController, PLC)的高温炉窑料位检测装置，包括:主控单元、现场检测变送单元、连接电缆；主控单元包括操作面板、PLC、输出继电器、控制电源；现场检测变送单元与受控设备相连接，并包括电动机、传动机构、旋转编码器，通过旋转编码器和连接电缆将受控设备的位置信号送至主控单元；所述传动机构驱动钢丝绳的绕线盘，所述旋转编码器与所述绕线盘和PLC输入端连接，PLC与操作面板连接，并输入节点信号。
[0005]所述主控单元安装在现场墙上。
[0006]所述主控单元安装在支架上。
[0007]所述主控单元安装在控制室内
[0008]所述操作面板是西门子操作面板，所述PLC是西门子PLC。
[0009]还包括一个设于炉窑料仓的料位计，以接收探料信号。
[0010]所述电动机通过联轴器与传动机构的输入轴相连接。[0011 ] 还包括控制电源的一个主回路和一个控制回路。
[0012]根据本发明另一方面提供一种高温炉窑料位控制方法，包括放锤阶段、触料面停锤阶段和收锤阶段，分别包括以下步骤:
[0013]放锤:由料位计接收到探料信号后，使下降交流接触器得电吸合，电动机通过联轴器带动减速机转动，减速机再带动绕线盘转动放出钢丝绳使重锤从起始位置开始下降，使与之相连接的旋转编码器同步转动，将重锤的位置转化成格雷码送到可编程逻辑控制器(PLC)的输入端，PLC将采集到的格雷码进行译码、累加等数学运算处理，并将运算的结果通过操作面板显示，输出节点信号参与控制；
[0014]触料面停锤:当重锤接触到料面时，限位开关SW3动作，由PLC分析得到触料面信号即停锤信号，下降交流接触器断开，电动机停止；
[0015]收锤:料位计接收到收锤信号后，使上升交流接触器吸合，电动机转动，收锤直到原点O米位置，在收锤的过程中，电动机带动减速机使绕线盘同步转动，钢丝绳收紧上升，与之相连接的旋转编码器同步转动，将重锤的位置转化成格雷码送到可编程逻辑控制器(PLC)的输入端，由PLC将采集到的信号进行处理，并将运算的结果通过操作面板显示，输出节点信号参与控制。
[0016]本发明的基于PLC高温炉窑料位检测装置及控制方法，电控部分采用可编程逻辑控制器(PLC)与绝对型旋转编码器，通过旋转编码器产生的格雷码实现对现场物体位移的检测，然后经PLC译码、运算、分析，以产生不同的控制信号和各种保护输出，由于用弱电控制强电，用程序逻辑代替机械铜滑令的动作，以无触点代替有触点，这样就避免了许多机械故障，从而确保了窑顶料位实时检测精度、可靠性，并能及时、准确发出超限警报信号，从而提高了炉窑的产能，经济效益显著。
【附图说明】
[0017]图1是现有技术的原料位计丝杆箱控制示意图；
[0018]图2是本发明一个实施例的基于PLC高温炉窑料位检测装置结构框图；
[0019]图3是图2实施例的基于PLC高温炉窑料位检测装置进行料位测量原理图；
[0020]图4是图2实施例的基于PLC高温炉窑料位检测装置的高低料位控制信号示意图；
[0021]图5是图2所示实施例的控制回路原理图；
[0022]图6是图2所示实施例的主回路原理图。
【具体实施方式】
[0023]为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述【具体实施方式】，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。在附图中相同的附图标记表示相同的部分。
[0024]如图2所示,本发明一个实施例的基于可编程逻辑控制器(Programmable LogicController, PLC)的高温炉窑料位检测装置，包括:主控单元1、现场检测变送单元2、连接电缆3 ;主控单元I包括操作面板la、PLC、输出继电器、控制电源；现场检测变送单元2与受控设备5相连接，并包括电动机D (图3)、旋转编码器2a、传动机构2b，通过旋转编码器和连接电缆将受控设备的位置信号送至主控单元I。在本实施例中，操作面板可采用西门子操作面板，PLC可采用西门子PLC。主控单元安装在现场墙上或支架9上，或安装在控制室或操作室内。
[0025]本发明的高温炉窑料位控制方法，采用上述高温炉窑料位检测装置，该控制方法包括放锤阶段、触料面停锤阶段和收锤阶段，分别包括以下步骤:
[0026]放锤阶段(参看图3):设于料仓7的料位计(未标示)接收到探料信号后，使下降交流接触器得电吸合(见图6YQ2)，电动机D通过联轴器2b’带动传动机构即减速机2b转动，减速机2b再带动绕线盘(未标示)转动放出钢丝绳5a使重锤5b从起始位置开始下降，与之相连接的旋转编码器2a同步转动，将重锤5b的位置信号转化成格雷码送到可编程逻辑控制器(PLC)的输入端，PLC将采集到的格雷码进行译码、累加等数学运算处理；随后将运算的结果通过操作面板Ia显示b，输出节点信号参与控制。
[0027]触料面停锤阶段(参看图3):钢丝绳5a在重锤5b的重力作用下，始终保持拉紧状态，当重锤5b接触到料面时，钢丝绳5a由于失去重锤拉力作用而松弛此时限位开关SW3动作，PLC分析得到触料面信号(停锤信号)，下降交流接触器断开，电动机D停止。
[0028]收锤阶段:料位计接收到收锤信号后，使上升交流接触器吸合(见图6YQ1接触器)，电动机D转动，收锤直到原点O米位置；在收锤的过程中，电动机D带动减速机2b使绕线盘同步转动，钢丝绳收紧上升，与之相连接旋转编码器2a同步转动，将重锤的位置信号转化成格雷码送到可编程逻辑控制器(PLC)的输入端，PLC将采集到的信号进行处理，随后运算的结果