專利名稱：氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，特別涉及用于冶金企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中氧槍高度及氧 槍鋼絲繩松繩、過緊一體化檢測裝置
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐或AOD爐煉鋼中，氧槍的高度和氧槍鋼絲繩松繩、過緊有的通過工 程項目的的方法，將檢測信號送到轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)中，由于每個工程的軟件由工程師進(jìn)行軟 件開發(fā)，因此存在檢測精度不足、信號不穩(wěn)定、調(diào)試周期較長等、系統(tǒng)費(fèi)用高等缺點；有的采 用多臺儀表的檢測方法，但是松繩、過緊的檢測如果不利用氧槍的高度和速度來補(bǔ)償就不 能檢測準(zhǔn)確。鑒于現(xiàn)在小型PLC系統(tǒng)功能強(qiáng)、價格低可將整個氧槍的高度和送繩、過緊信號 檢測出來送到轉(zhuǎn)爐或AOD爐的控制系統(tǒng)中。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測精確、可靠、使用方便、成本 較低的氧槍高度及氧槍鋼絲繩松繩、過緊一體化檢測裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置，包 括絕對值型多圈格林碼編碼器，設(shè)置在纏繞鋼絲繩的輥筒軸上，通過PLC系統(tǒng)結(jié)合 編碼器的數(shù)值，測量輥筒的轉(zhuǎn)速及實時速率變化；稱重傳感器，用于測量鋼絲繩張力，設(shè)置在所述定滑輪上，輥筒與氧槍之間的鋼絲 繩繞置在所述定滑輪上，向稱重變送器輸出壓力信號；稱重變送器，與稱重傳感器連和所述PLC系統(tǒng)連接，并將接收到的檢測張力信號 轉(zhuǎn)換為電信號輸送至所述PLC系統(tǒng)；校驗開關(guān)，設(shè)置在預(yù)定位置用于校驗所述編碼器的基準(zhǔn)數(shù)值并將該基準(zhǔn)數(shù)值存于 所述PLC系統(tǒng)；驅(qū)動所述輥筒轉(zhuǎn)動的電機(jī)為變頻電機(jī)，所述變頻電機(jī)的控制系統(tǒng)與所述PLC系統(tǒng) 連接；PLC系統(tǒng)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和計算分別得出與輥筒上的鋼絲繩自由端連接的氧槍的實 時高度數(shù)值和鋼絲繩的實時張力數(shù)值；將該氧槍的高度數(shù)值信號輸出；將該實時張力數(shù)值 與預(yù)先存儲于其內(nèi)鋼絲繩的理論張力數(shù)值進(jìn)行比較并輸出鋼絲繩松繩或過緊的信號，主控 制系統(tǒng)根據(jù)所述信號控制所述變頻電機(jī)啟停。特別是，PLC系統(tǒng)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和碼值與高度的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系計算獲得與輥筒上的 鋼絲繩自由端連接的氧槍的實時高度和實時速率變化，結(jié)合接收到的檢測張力數(shù)據(jù)和力學(xué) 函數(shù)關(guān)系獲得鋼絲繩的實時張力數(shù)值。進(jìn)一步地，所述定滑輪與所述輥筒之間的鋼絲繩大致呈水平方向。上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)氧槍在放下或提升動作時，裝在輥筒軸上的絕對值型多圈格林碼編碼器就會產(chǎn)生碼數(shù)的變化，在得出碼數(shù)變化與高度的對應(yīng)關(guān)系后，在小型PLC系統(tǒng)內(nèi)就 可以算出氧槍的高度，以4-20mA信號送至主控制系統(tǒng)。稱重傳感器安裝在氧槍鋼絲繩的稱 重輪上，隨時可以檢測鋼絲繩的張力，當(dāng)張力出現(xiàn)異常情況，自帶的PLC系統(tǒng)通過內(nèi)部的算 法發(fā)出松繩或過緊信號送至主控制系統(tǒng)，具有檢測精確、可靠、使用方便、成本較低的優(yōu)異 效果。
圖1為本發(fā)明的具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的具體實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置，包括絕對值型多圈格林碼編碼器2，通過PLC系統(tǒng)3的PLCl與外部主控制系統(tǒng)連接，設(shè) 置在纏繞鋼絲繩5的輥筒4的軸上，用于測量輥筒的轉(zhuǎn)速及實時速率變化；稱重傳感器8，用于測量鋼絲繩張力，設(shè)置在所述定滑輪6上，輥筒4與氧槍7之間 的鋼絲繩繞5置在所述定滑輪6上，向稱重變送器9輸出壓力信號，所述定滑輪與所述輥筒 之間的鋼絲繩大致呈水平方向，簡化計算過程；稱重變送器9，與稱重傳感器8和所述PLC系統(tǒng)3連接，并將接收到的檢測張力信 號轉(zhuǎn)換為電信號輸送至所述PLC系統(tǒng)3的PLC2 ；校驗開關(guān)，設(shè)置在預(yù)定位置用于校驗所述編碼器2的基準(zhǔn)數(shù)值并將該基準(zhǔn)數(shù)值存 于所述PLC系統(tǒng)3的PLCl ；驅(qū)動所述輥筒4轉(zhuǎn)動的電機(jī)為變頻電機(jī)1，所述編碼器的位置校驗開關(guān)10與所述 PLC系統(tǒng)3的PLC3連接；PLC系統(tǒng)3的PLC4將檢測的信號(氧槍高度、鋼絲繩松繩、過緊)送到主系統(tǒng)，由 主系統(tǒng)控制變頻電機(jī)1PLC系統(tǒng)3 (本具體實施例中由PLCl、PLC2、PLC3和PLC4組成)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和計算 分別得出與輥筒上的鋼絲繩自由端連接的氧槍的實時高度數(shù)值和鋼絲繩的實時張力數(shù)值; 將該氧槍的高度數(shù)值信號輸出；將該實時張力數(shù)值與預(yù)先存儲于其內(nèi)鋼絲繩的理論張力數(shù) 值進(jìn)行比較并輸出鋼絲繩松繩或過緊的信號，主控制系統(tǒng)根據(jù)上述信號控制所述變頻電機(jī)啟停。PLC系統(tǒng)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和碼值與高度的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系計算獲得與輥筒上的鋼絲繩自 由端連接的氧槍的實時高度和實時速率變化，結(jié)合接收到的檢測張力數(shù)據(jù)和力學(xué)函數(shù)關(guān)系 獲得鋼絲繩的實時張力數(shù)值。該檢測裝置與氧槍機(jī)械設(shè)備結(jié)合起來安裝，多圈編碼器可直接安裝在氧槍鋼絲繩 輥筒軸上，以提高氧槍高度的檢測精度。定滑輪安裝在稱重傳感器上，以檢測氧槍鋼絲繩的 張力。在氧槍主令箱上安裝一個位置校驗開關(guān)，對編碼器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保氧槍高度信號的穩(wěn) 定、檢測重復(fù)性好。所有的信號都進(jìn)PLC系統(tǒng)。本檢測裝置采用直接測量的原理，在氧槍到達(dá)檢測校驗位后，系統(tǒng)對編碼器進(jìn)行自動校準(zhǔn)，作為測量基準(zhǔn)點，當(dāng)氧槍動作時，PLC系統(tǒng)會比較編碼器碼值的變化，得出氧槍實 時的高度數(shù)值，并轉(zhuǎn)成4_20mA的信號，送至煉鋼控制系統(tǒng)或顯示表；同時由于碼值的變化 可得到氧槍運(yùn)動的速度變化及鋼絲繩的長度變化，用于補(bǔ)償鋼絲繩的張力，避免在氧槍動 作的過程中發(fā)出錯誤的松繩或過緊信號。在檢測裝置檢測到松繩、過緊信號后，監(jiān)測裝置以 無源接點的方式送至煉鋼控制系統(tǒng)。本檢測裝置隨著氧槍的動作來進(jìn)行檢測的。正常工作的時候，在氧槍每次下槍經(jīng) 過校驗點時，系統(tǒng)自動校驗編碼器的數(shù)值，檢測裝置將多圈的編碼器信號讀入PLC系統(tǒng)中， 將格林碼轉(zhuǎn)化成正常十進(jìn)制數(shù)據(jù)，在得到碼值與高度的對應(yīng)關(guān)系后，就可算出氧槍的實時 高度和實時速度變化率，結(jié)合力學(xué)公式和檢測到的張力數(shù)據(jù)，就可得到鋼絲繩實時的理論 張力數(shù)值，根據(jù)該數(shù)據(jù)PLC系統(tǒng)即可發(fā)出可靠得鋼絲繩的松繩或過緊信號。上述的結(jié)構(gòu)，一體化檢測氧槍高度和鋼絲繩的松繩或過緊信號，同時采用稱重傳 感器直接檢測鋼絲繩張力結(jié)合編碼器的速度補(bǔ)償和鋼絲繩長度變化補(bǔ)償?shù)姆椒z測鋼絲 繩的松繩或過緊，解決了氧槍的高度測量和氧槍鋼絲繩松繩、過緊信號的一體化檢測，檢測 裝置可結(jié)合氧槍的運(yùn)行速度、氧槍鋼絲繩的長度補(bǔ)償氧槍鋼絲繩的張力，從而可以準(zhǔn)確檢 測出鋼絲繩送繩、過緊，這樣便提高了檢測的穩(wěn)定性、可靠性同時也節(jié)約設(shè)備投資。設(shè)備掉 電恢復(fù)后，監(jiān)測裝置可準(zhǔn)確反應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的準(zhǔn)確情況，不會造成檢測數(shù)據(jù)錯亂，能自動校 零；同時還可設(shè)置故障報警裝置以增加其安全防護(hù)性。本發(fā)明不局限于上述實施方式，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上做任何變化，凡是利用上 述的氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置都是本發(fā)明的一種變形，均應(yīng)認(rèn)為落在本 發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置，其特征在于，包括絕對值型多圈格林碼編碼器，通過PLC系統(tǒng)與外部主控制系統(tǒng)連接，設(shè)置在纏繞鋼絲繩的輥筒軸上，用于測量輥筒的轉(zhuǎn)速及實時速率變化；稱重傳感器，用于測量鋼絲繩張力，設(shè)置在所述定滑輪上，輥筒與氧槍之間的鋼絲繩繞置在所述定滑輪上，向稱重變送器輸出壓力信號；稱重變送器，與稱重傳感器和所述PLC系統(tǒng)連接，并將接收到的檢測張力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸送至所述PLC系統(tǒng)；校驗開關(guān)，設(shè)置在預(yù)定位置用于校驗所述編碼器的基準(zhǔn)數(shù)值并將該基準(zhǔn)數(shù)值存于所述PLC系統(tǒng)；驅(qū)動所述輥筒轉(zhuǎn)動的電機(jī)為變頻電機(jī)，變頻電機(jī)的控制是由主系統(tǒng)的控制系統(tǒng)來完成。PLC系統(tǒng)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和計算分別得出與輥筒上的鋼絲繩自由端連接的氧槍的實時高度數(shù)值和鋼絲繩的實時張力數(shù)值；將該氧槍的高度數(shù)值信號輸出；將該實時張力數(shù)值與預(yù)先存儲于其內(nèi)鋼絲繩的理論張力數(shù)值進(jìn)行比較并輸出鋼絲繩松繩或過緊的信號，主控制系統(tǒng)根據(jù)所述信號控制所述變頻電機(jī)的啟停。
2.如權(quán)利要求1所述的氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置，其特征在于，PLC 系統(tǒng)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和碼值與高度的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系計算獲得與輥筒上的鋼絲繩自由端連接的 氧槍的實時高度和實時速率變化，結(jié)合接收到的檢測張力數(shù)據(jù)和力學(xué)函數(shù)關(guān)系獲得鋼絲繩 的實時張力數(shù)值。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置，其特征在于， 所述定滑輪與所述輥筒之間的鋼絲繩大致呈水平方向。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧槍高度及氧槍鋼絲繩松緊一體化檢測裝置，為解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測信號可靠性不足等問題而發(fā)明。一體化檢測氧槍高度和鋼絲繩的松繩或過緊信號，同時采用稱重傳感器直接檢測鋼絲繩張力結(jié)合編碼器的速度補(bǔ)償和鋼絲繩長度變化補(bǔ)償?shù)姆椒z測鋼絲繩的松繩或過緊。上述的結(jié)構(gòu)及方法，解決了氧槍的高度測量和氧槍鋼絲繩松繩、過緊信號的一體化檢測，檢測裝置可結(jié)合氧槍的運(yùn)行速度、氧槍鋼絲繩的長度補(bǔ)償氧槍鋼絲繩的張力，從而可以準(zhǔn)確檢測出鋼絲繩松繩、過緊，這樣便提高了檢測的穩(wěn)定性、可靠性同時也節(jié)約設(shè)備投資。
文檔編號C21C5/46GK101935737SQ20101027422
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者方啟全 申請人:中冶華天南京自動化工程有限公司