專利名稱：移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬物料收集和輸送領(lǐng)域，尤其涉及沉淀池內(nèi)粉狀或顆粒狀物料的收集和輸 送裝置的電氣控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)在冶金、礦山、化工、焦化行業(yè)內(nèi)沉淀池物料的收集和輸送，均采用固定 式刮板輸送機械。固定式刮板輸送機械只能將沉淀池內(nèi)的物料收集到固定點，且需要人員 使用鏟車類的特殊機械不間斷地工序配合，功耗大，用材多。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在問題，本發(fā)明提供一種移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝 置，利用該電氣控制裝置的移動式刮板輸送裝置不僅能收集和輸送沉淀池內(nèi)的物料，還能 將收集的物料平整，提高存放池的裝載系數(shù)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，采用主站 與從站的分布式現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，主站PLC通過profibus-DP現(xiàn)場總線與行走變頻器、 卷取變頻器及行走絕對值編碼器和卷取絕對值編碼器四個從站和現(xiàn)場ET200M從站聯(lián)接； ET200M從站將現(xiàn)場操作指令、行走絕對值編碼器和卷取絕對值編碼器卷將所檢測的小車、 刮板的位置及運行狀態(tài)信號通過profibus-DP現(xiàn)場總線傳輸給主站PLC ；主站PLC通過 profibus-DP現(xiàn)場總線將控制信號傳輸給所述卷取、行走變頻器來控制刮板、小車運行。本發(fā)明自動控制的核心是(1)小車行走的精確定位控制；(2)刮板升降卷取的精確定位控制；(3)粉焦料位檢測控制。本發(fā)明精確定位控制的設(shè)計思想是(1)位移檢測選用P+F帶PR0FIBUS-DP的絕對型編碼器；(2)傳動設(shè)備選用帶矢量控制的變頻器并配備了 CBP2通訊卡；(3)為避免現(xiàn)場高濕度、高粉塵對粉焦料位檢測的影響，特選用激光料位計作為料 位檢測；(4)為實現(xiàn)快速停車，給變頻器配備了制動單元+制動電阻采用能耗制動的方法；(5)為防止意外事故發(fā)生，在小車行走的行程極限位，增設(shè)了超極限限位開關(guān)，作 為編碼器故障的雙重保險；(6)為確保電機到位后絕對停車，特意配備了電動抱閘，作為最后停車保障之用；(7)為保證編碼器更換的方便，特設(shè)置行走、卷取初始位校正限位開關(guān)，即每更換一次編碼器，只需手動操作行走小車或卷取刮板運行到限位位置，編碼器便自動回初始 位；(8)控制系統(tǒng)選用西門子S7-300PLC，為節(jié)省控制電纜及實現(xiàn)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)控制， 給變頻器配備了 CBP2通訊卡，位移檢測選用帶PR0FIBUS-DP的絕對型編碼器；(9)考慮到系統(tǒng)以后擴張，CPU選用帶DP 口的315-2DP。同時PLC系統(tǒng)特配置了 一塊以太網(wǎng)通訊模塊CP343-2，用以日后組成工業(yè)以太網(wǎng)之需；(10)系統(tǒng)編程軟件采用西門子STEP7 V5. 3 ； (11)系統(tǒng)傳動部分及PLC主站部分放置在控制柜中，現(xiàn)場ET200M從站放在現(xiàn)場操 作箱中，系統(tǒng)啟動后可自動循環(huán)往返實現(xiàn)工藝控制過程，對運行、停止、故障都有指示，并提 供故障報警及事故緊急停車等功能。同時在手動狀態(tài)時，可手動點動控制行走電機、卷取電 機的運行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)先進、運行成本低、優(yōu)化粉及粒狀物料的收集清 運工藝、設(shè)備運行安全可靠等優(yōu)點。既能在矩形沉淀池內(nèi)收集物料，也能在特殊形狀池內(nèi)的 狹窄地帶進行掏料，又能將收集的物料在存放池內(nèi)進行平整，提高了存放池的裝載系數(shù)，還 可實現(xiàn)智能化，完全做到無人操作。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明圖1移動式刮板輸送裝置工作過程示意2移動式刮板輸送裝置主視3移動式刮板輸送裝置左視4A部放大5移動式刮板輸送裝置電氣控制裝置示意圖
具體實施例方式如圖1所示，移動式刮板輸送裝置106在全自動起始位置107時，起動自動控制程 序，首先升降機構(gòu)109將刮板機構(gòu)108放入沉淀池內(nèi)第一個設(shè)定的深度，此時刮板機構(gòu)108 的下臂111呈水平狀態(tài)，下臂111內(nèi)側(cè)安裝刮板112，然后移動式刮板輸送裝置106自動行 走至池端，接著升降機構(gòu)109將刮板機構(gòu)108的刮板112放入池底，此時刮板機構(gòu)108的下 臂111呈垂直狀態(tài)，移動式刮板輸送裝置開始后退帶動刮板收集粉、粒狀物料。當(dāng)移動式刮 板輸送裝置沿運行軌道105行進到沉淀池斜坡103時，刮板112上升位移按S = tga XV ^.t線性函數(shù)遞增，刮板112上升的速度使刮板與斜坡面的距離為恒定值，即:V刮板上升= tga XV^f, α為斜坡的傾角，t為時間，S為刮板位移。當(dāng)刮板112至坡頂110時，刮板機 構(gòu)108停止運動，移動式刮板輸送裝置繼續(xù)后退平整粉焦。通過激光料位計檢測存放池104 內(nèi)粉焦的料位，當(dāng)刮板運行到?jīng)]有物料處移動式刮板輸送裝置走行停止，刮板機構(gòu)108上 升至起始位置高度，此后移動式刮板輸送裝置開始加速返回起始位置，完成一次粉焦收集 和平整工作，然后自動進行下一循環(huán)的工作，全過程由PLC自動控制。實施例1由圖2、圖3和圖4可知，移動式刮板輸送裝置在小車1前后側(cè)分別安裝一對從主動輪2和動輪3，所述主動和從動輪均座落在軌道4上，并可沿軌道4滾動，所述主動輪2 的輪軸18與萬向聯(lián)軸器14、減速機15、驅(qū)動電機19順序聯(lián)接，所述驅(qū)動電機固定在小車1 上；刮板機構(gòu)20由雙四連桿機構(gòu)和其下部擺臂設(shè)置的可調(diào)節(jié)刮板組成，每個四連桿的一根 上短臂5固定在小車1的前側(cè)，兩根長臂6活動連接于所述的短臂5上，所述長臂6下端活 動連接橫斷面呈形的下短臂7，刮板固定在下短臂7的內(nèi)側(cè)，兩個四連桿機構(gòu)的長臂之 間聯(lián)接橫梁21，橫梁21通過鋼絲繩13與固定在小車1上的卷揚機11連接。實施例2由圖4可見，為了防止刮料過程所述主動輪和從動輪與軌道4間的摩擦力小于刮 料的驅(qū)動力，在主動輪2的兩個車輪的內(nèi)側(cè)或外側(cè)痛過螺栓固定了一個齒輪17，并與安裝 在地面的軌道4上的齒條16進行嚙合，完成走行和刮料運動。所述齒條16通過螺栓固定 在軌道4的側(cè)面，也可以直接固定在地面。由圖4可看出，主動輪2和齒輪17套裝在輪軸 18上，其兩端再套裝軸承總成15，輪軸18與聯(lián)軸器14連接。除圖4所示的在主動輪一側(cè) 安裝齒輪外，也可在主動輪和從動輪的一側(cè)或兩側(cè)安裝齒輪。實施例3由圖3可知，為了便于動力電纜和控制電纜的在運行中的收放，在小車1上設(shè)置電 纜卷筒10。實施例4由圖2可知，在小車1的前后端設(shè)置緩沖裝置7用于走行末端非正常狀態(tài)的保護。實施例5在小車1的前后端設(shè)置設(shè)置激光料位計，以檢測存放池中物料狀況，當(dāng)激光料位 計檢測刮板運行到?jīng)]有物料處時，將信號傳遞給PLC，驅(qū)動電機停止驅(qū)動，刮板升至設(shè)定的 最高位，刮板小車加速返回起始位置，完成一次粉料收集和平整工作，避免刮板每次都運行 到存放池末端才停下，可提高存放率和工作效率。實施例6由圖5可知，刮板升降卷取、小車行走電機分別由卷取、行走變頻器來調(diào)速，刮板、 小車的位置分別由1#、姊絕對值編碼器檢測。兩臺變頻器和兩臺編碼器以及現(xiàn)場ET200M 從站與S7-300PLC由PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線相連，S7-300作為主站，變頻器和編碼器及 ET200M為從站。在STEP7中為變頻器分配網(wǎng)絡(luò)地址，該地址必須與變頻器參數(shù)設(shè)定的地 址相同。同樣編碼器及ET200M的硬件地址要同PLC硬件組態(tài)地址一致。網(wǎng)絡(luò)中所有的站 必須設(shè)定為相同的數(shù)據(jù)傳輸率，本系統(tǒng)中傳輸率設(shè)為1. 5MB。西門子6SE70系列變頻器的 PR0FIBUS-DP通信卡為CBP2，插在變頻器中，由基本裝置提供電源。工作時，主站傳送變頻 器運行指令給從站，同時接受變頻器反饋回來的運行狀態(tài)及故障報警狀態(tài)。在PLC的組織 塊OBl中調(diào)用SFC14 "DPRD-DAT'\ SFC15 "DPWR_DAT”系統(tǒng)功能塊向變頻器的CBP2通信卡 讀取/發(fā)送數(shù)據(jù)。以行走變頻器控制為例?？刂谱謫卧刂窂腤#16#100至W#16#10B，可進行12個 字節(jié)的讀取/寫入。通過“DPWR-DAT”系統(tǒng)功能塊把PLC應(yīng)用程序“小車行進數(shù)據(jù)”數(shù)據(jù)塊 DBl中從DBl. DBX0. 0開始的12個字節(jié)的內(nèi)容寫入行走變頻器的控制存貯單元，包括初始化 控制字，當(dāng)前速度給定控制字、變頻器能控制字等。另外，通過“DPRD-DAT”系統(tǒng)功能塊把行 走變頻器的狀態(tài)字讀入“小車行進數(shù)據(jù)”數(shù)據(jù)塊DBl中從DB1.DBX0.0開始的12個字節(jié)的單元中，包括小車行進速度實際值等狀態(tài)字。實施例7為防止意外事故發(fā)生，在小車行走的行程極限位，增設(shè)了超極限限位開關(guān)。實施例8作為編碼器故障的雙重保險，小車行走、刮板卷取初始位校正限位開關(guān)與主站PLC 連接。實施例9為保證編碼器更換的方便，特設(shè)置行走、卷取初始位校正限位開關(guān)，即每更換一次 編碼器，只需手動操作行走小車或卷取刮板運行到限位位置，編碼器便自動回初始位。小車 行走超極限保護限位開關(guān)與主站PLC連接。為減緩對電纜卷筒的沖擊，小車在前進到存放池端部以及加速返回至起始位置前 1米處都先進行減速，然后再停車。為降低成本提高工作效率，系統(tǒng)對存放池粉料位進行了 檢測，當(dāng)小車行走過程中刮板刮不到粉料時，小車加速返回至起始位置再進行下一循環(huán)動作?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置手動控制，其流程為手動點動小車前進、后退按鈕控制小車前進、 后退；手動動點卷取上升、下降按鈕控制刮板上升、下降。小車抱間控制如下小車運行信 號到抱閘打開；小車停車信號到且速度下降到額定轉(zhuǎn)速的5%時抱閘合上。卷取抱閘控制 如下卷取運行信號到且轉(zhuǎn)距電流達到額定電流的20%時抱閘打開；卷取停車信號到且速 度下降到額定轉(zhuǎn)速的5%時抱閘合上。其它如電纜卷筒電機控制、油泵電機及風(fēng)扇控制為常 規(guī)控制。
權(quán)利要求
1.一種移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于采用主站與從站的分布式 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，主站PLC通過prof ibus-DP現(xiàn)場總線與行走變頻器、卷取變頻器及行走 絕對值編碼器和卷取絕對值編碼器四個從站和現(xiàn)場ET200M從站聯(lián)接；ET200M從站將現(xiàn)場 操作指令、行走絕對值編碼器和卷取絕對值編碼器卷將所檢測的小車、刮板的位置及運行 狀態(tài)信號通過profibus-DP現(xiàn)場總線傳輸給主站PLC ；主站PLC通過profibus-DP現(xiàn)場總 線將控制傳輸給所述卷取、行走變頻器來調(diào)節(jié)刮板、小車運行。
2.如權(quán)利要求1所述的移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于設(shè)置在小 車前或后側(cè)的激光料位計將所檢測的存放池內(nèi)的料位信息傳輸給主站PLC。
3.如權(quán)利要求1所述的移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于所述變頻 器為帶矢量控制的變頻器并配備了 CBP2通訊卡；所述絕對值編碼器為P+F帶profibus-DP 的絕對值編碼器。
4.如權(quán)利要求1所述的移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于小車行走、 刮板卷取初始位校正限位開關(guān)與主站PLC連接。
5.如權(quán)利要求1所述的移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于小車行走 超極限保護限位開關(guān)與主站PLC連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種移動式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，采用主站與從站的分布式現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，主站PLC通過profibus-DP現(xiàn)場總線與行走變頻器、卷取變頻器及行走絕對值編碼器和卷取絕對值編碼器四個從站和現(xiàn)場ET200M從站聯(lián)接。
文檔編號B01D21/30GK102068835SQ201010245609
公開日2011年5月25日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者佘世云, 周亞平, 汪德才 申請人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司