一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统技术方案

一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统，采用绝对值编码器定位，通过系统程序控制自动完成工作任务，以提高生产率。该电气控制系统较以往的起重机操作更加简单、先进，极大地降低了操作员的劳动强度，并减少了操作员的失误率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统
本专利技术涉及一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
起重机在电解铝行业中是不可缺少的生产运输设备。铝行业碳素车间使用的碳素焙烧多功能起重机就是1个十分典型的例子。该起重机与常规起重机相比具有机构多、联锁复杂、故障率高、维修困难等特点。
技术实现思路
本专利技术提出了一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统，采用绝对值编码器定位，通过系统程序控制自动完成工作任务，以提高生产率。本专利技术所采用的技术方案是：所述电气控制系统中，夹具的各动作限位由上自下分别设有上升2级限位、上升停止限位、上升预限位、入池限位、下降预限位、下降停止限位及下降2级限位等，还有夹钳开、闭限位、松绳限位和防摆4个限位等。所述上升停止限位、上升预限位、入池限位、下降预限位及下降停止限位等是安装在卷筒后侧的齿轮限位，其中入池限位的作用是当夹钳的旋转臂高度低于焙烧炉面时的限速联锁限位。所述控制系统采用Siemens公司的S7-300系列，CPU采用315-2DP，2个扩展、1个子站、1个触摸屏。所述电气控制系统采用绝对值编码器定位，通过系统程序控制自动完成工作任务，以提高生产率。本专利技术的有益效果是：该电气控制系统较以往的起重机操作更加简单、先进，极大地降低了操作员的劳动强度，并减少了操作员的失误率。附图说明图1是本专利技术的吸卸料系统平面示意图。图2是本专利技术的PLC单线系统图。图中：1.主料室；2.旋风除尘器；3.冷却器；4.袋式除尘器；5.罗茨真空泵；6.空压机；7.粉尘仓；8.排灰管；9.卸料管；10.吸料管；11.震打器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，夹具的各动作限位由上自下分别设有上升2级限位、上升停止限位、上升预限位、入池限位、下降预限位、下降停止限位及下降2级限位等，还有夹钳开、闭限位、松绳限位和防摆4个限位等。上升停止限位、上升预限位、入池限位、下降预限位及下降停止限位等是安装在卷筒后侧的齿轮限位，其中入池限位的作用是当夹钳的旋转臂高度低于焙烧炉面时的限速联锁限位。上升2级限位和下降2级限位(电感式接近开关)是为了防止夹具在极限位置时，停止限位失效后最后保护限位，功能极为重要。这2个限位在任何1个动作后，相应的夹钳机构断电，必须由操作员操作“强制送电”按钮才能继续工作。夹钳开、闭限位(机械行程限位)是夹钳动力缸的丝杠开闭限位，即夹钳的开闭状态限位。松绳限位是夹具极为重要的位置保护限位，其状态决定着夹具在工作时下降是否到位。防摆限位共有4个，分别处于4个方向，其作用是当夹具在任意方向晃动较大时，限制大小车高速运行。夹取碳块动作：空夹具开始下降，当支柱遇到碳块后在重力作用下，夹具整体继续下降，直到松绳限位动作后，夹具下降自动停止。此时，手动控制开闭器夹紧，动力缸驱动丝杠回缩，夹具的支板回缩。控制手柄提升夹具，夹钳在重力作用下自动闭合并夹紧阳极块提升。放置碳块动作：携带7块碳块的夹具开始下降，当碳块接触地面后，夹具继续下降，钳臂在夹具的作用下自动打开，直到松绳限位动作，夹具下降自动停止。此时，手动控制开闭器打开，动力缸驱动丝杠伸出，夹具的支板伸出。控制手柄提升夹具，夹钳处于打开状态随夹具提升。夹具上的限位和动力电源都是通过电缆拖链接入，由于经常上下移动，且经常受到热辐射，电缆会更容易老化和破损，需每周至少检查1次。另外，夹具只有1套报闸装置，报闸的松紧直接关系地面设备和人员的安全，故每天至少要检查1次。夹钳的开闭限位采用丝杠碰撞的机械式行程限位，极易损坏，应改为动力缸内置式的行程限位。吸卸料系统是碳素焙烧多功能起重机的核心系统，它承担着碳素车间的碳粉装炉和出炉的全部工作。整个吸卸料系统结构复杂，体积较大，检测元件较多，故障率高。吸料管由3节金属管套装而成，由司机室手柄控制其升降。吸料管的提升采用ABB公司ACS800系列变频器驱动，3-0-3挡位给定，变频器功率7.5kW，其各限位的功能与夹钳的限位设定相同。吸料管为内外夹层结构，内壁和外壁之间中空，这个空隙通过管道直接与袋式除尘器相连，用于卸料时回收空气中弥漫的灰尘，以保持车间空气质量。卸料管由2节金属管套装而成，由司机室手柄控制其升降。卸料管提升采用ABB公司AC5800系列变频器驱动，3-0-3挡位给定，变频器功率7.5kW，其各限位功能与夹钳限位设定相同。操作员会将卸料管操作到相应位置并开始卸料，系统将自动控制各管道的动力阀状态调整到相应的位置。如阀1关闭，阀2、阀3打开，阀4、阀5处于关闭状态。料位计1、3无动作。粉尘仓料位5无动作。压力检测(-34kPa)正常。此时系统会自动启动真空泵，卸料开始。卸料时，在重力作用下，碳粉(大部分颗粒与部分粉尘)会自动下落到操作员设定的预订位置，此时大量的灰尘弥漫在卸料口周围，通过卸料口的“回风口”进行“收尘”，真空泵将灰尘收集回袋式除尘器，这样在完成卸料的同时可以保持车间的空气质量。如图2，控制系统采用Siemens公司的S7300系列，CPU采用315-2DP、2个扩展、1个子站、1个触摸屏。本起重机功能较为复杂，信号繁多，故I/O点较多。触摸屏主要是为了给操作人员以及时、直观的各机构状态监视，不能用于系统控制操作。操作系统的主要部件是联动台，为使操作员的工作舒适，视野宽阔，采用旋转联动台。由于该机的机构较多，操作复杂，故采用“树状”操作流程，并在系统运行过程中自动控制运行的程度，简化了操作的流程。例如:当需要操作夹钳时，先将联动台上的位置旋钮选择到夹钳位置，则另外2个旋钮只对夹具有效。这时起升手柄只能控制夹具升降，而吸卸料管和电动葫芦等机构则无效。同理，如果需要吸料，操作员可先将位置旋钮选择到吸卸料位置，另外的位置旋钮选择到吸料管位置。起升手柄可以控制吸料管的升降，其他升降机构无动作。这时第3个位置旋钮选择吸料或0位有效，选择卸料则无效。如果第3个位置旋钮选择吸料，则系统将自动启动整个吸料过程的相关机构，而不用再进行其他操作。这种树状操作流程较以往的起重机操作更加简单、先进，极大地降低了操作员的劳动强度，并减少了操作员的失误率。可以在其他多机构起重机上推广使用。在2个夹具及吸卸料管这4个机构的上部4个方向设有防摆的4个限位，共计4组。当这些限位动作后，整机的运行速度将被自动限制。4个机构的行程较长，重心较低，且连接方式都属于非刚性连接。在实际运行过程中，摆动都较大，造成4个限位在实际使用过程中无法正常发挥作用。信号采集的方式及安装位置的选择是解决这种矛盾的最好方法。目前采用的动力阀为蝶阀，既简陋又成本低廉，但不适合在这种场合使用。阀门的密封性会直接造成系统负压较低，吸料效率不高。建议使用密封性能较好，动作精度高的内置式的电动阀门。自动定位系统在此类起重机上尚无成功应用先例。采用绝对值编码器定位，通过系统程序控制自动完成工作任务，以提高生产率。由于编码器的安装方式限制，定位的精度一直受到很大影响。目前许多起重机采用条形码定位。这种方式精确性较高，但并不适合这种高粉尘的工况。为此，建议在编码器信号采集方式上采用更加可靠的方式，如采用材质较软的橡胶从动轮，这种材质的从动轮上安装编码器会比较可靠，不会出现相对滑动现象，使编码器的检测数据更加精准。碳素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统中，夹具的各动作限位由上自下分别设有上升2级限位、上升停止限位、上升预限位、入池限位、下降预限位、下降停止限位及下降2级限位等，还有夹钳开、闭限位、松绳限位和防摆4个限位等。

【技术特征摘要】
1.一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统中，夹具的各动作限位由上自下分别设有上升2级限位、上升停止限位、上升预限位、入池限位、下降预限位、下降停止限位及下降2级限位等，还有夹钳开、闭限位、松绳限位和防摆4个限位等。2.根据权利要求1所述的一种碳素焙烧多功能起重机电气控制系统，其特征是：所述上升停止限位、上升预限位、入池限位、下降预限位及下降停止限位等是安装在卷筒后侧的齿轮限位，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦松，
申请(专利权)人：李彦松，
类型：发明
国别省市：辽宁,21