高炉布料伺服控制装置制造方法及图纸

一种应用于冶金工业自动控制及保护领域的高炉布料伺服控制装置，它由伺服驱动单元、逻辑控制单元以及执行单元组成，所述的伺服驱动单元中的变压器ＺＢ一次通过自动开关与进线电源连接，二次通过接触器与伺服放大器ＳＦ的电源输入端相连接，伺服放大器ＳＦ的电机驱动电源输出端及检测端与执行单元相连，逻辑控制单元通过继电器无源接点与伺服驱动单元相连。本实用新型专利技术有益效果在于，伺服系统控制精度高，伺服电机待机状态下防爬行。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及冶金工业自动化控制技术，特别是与高炉布料器的溜槽倾动和料 流阀自动控制及保护装置有关。
技术介绍
面临当前全球能源紧缺，环境污染越来越严重的现实，国家对节能环保等高新技 术产业高度重视。尤其钢铁企业是耗能大户，每年占全球40 %的能源消耗，而高炉炼铁在 钢铁企业是耗能的重点，在高炉炼铁中布料系统的性能直接关系到能源是否充分利用及高 炉利用系数和废气烟尘排放。在高炉布料机电一体设备中，常常要求对电机执行机械的运 动速度和位置加以控制，这往往归结为对驱动机构运动的电机进行速度和位置控制。自从 七十年代初由卢森堡Paul Wurth公司推出的无料钟炉顶装料设备取代传统的料钟炉顶以 来，料流阀及溜槽倾动都采用液压传动和直流传动等，这种控制不仅浪费能源，而且已远远 不能满足现代工业的要求。在一些发达国家，虽然也想到了伺服控制，但控制系统不完善， 保护不齐全，控制精度不够，效果不理想，出现了令人头痛的伺服电机在待机状态下爬行问 题，给机械设备及人身安全和正常生产带来很大危害。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所述缺陷，本技术提供了一种有效控制及保护高炉布料 系统料流阀和溜槽倾动，伺服系统控制精度高，伺服电机待机状态下防爬行的高炉布料伺 服控制装置。本技术所提供的高炉布料伺服控制装置，其特征在于包括由采用Δ/Υ-11接线组别的变压器ZB和伺服放大器SF构成的伺服驱动单 元，还包括采用LOGO逻辑编程器的逻辑控制单元，还包括由具有电能、机械能转换功能的 驱动器D和速度检测功能的编码器CZl及机械位置检测功能的编码器CZ2构成的执行单 元；所述的伺服驱动单元中的变压器ZB —次通过自动开关与进线电源连接，二次通过接触 器与伺服放大器SF的电源输入端相连接，伺服放大器SF的电机驱动电源输出端及检测端 与执行单元相连，逻辑控制单元通过继电器无源接点与伺服驱动单元相连。根据上述的高炉布料伺服控制装置，其所述的伺服放大器SF由控制电源端、电源 输入端、控制输出端、控制电源公共端、放大器使能端、放大器复位端、机械开与关到位端、 放大器内部钳位端、输入给定端、外接制动电阻端、电机驱动电源输出端、接地屏蔽端以及 检测端组成。根据上述的高炉布料伺服控制装置，其所述的LOGO逻辑编程器由工作电源输入 端、机械开到位和关到位极限输入端、控制电源公共端、输出使能端、复位输出端、开与关到 位输出端、阀开阀关信号输出端、开关阀指令输出继电器、继电器输出电源公共端以及通讯 端口组成。根据上述的高炉布料伺服控制装置，其所述的伺服驱动单元具有电源隔离、电压变换、滤波、控制、驱动、保护、防伺服电机爬行、通讯、制动、反馈功能；逻辑控制单元具有保 护、控制、布料编程、通讯功能；执行单元具有带动布料机械运动及位置、速度反馈功能。本技术有益效果在于1、通过软件逻辑编程和硬件组态等多种方式，解决了交流伺服控制系统出现的电 机在待机状态下爬行问题。采用“内部屏蔽法”在待机状态下，无给定时把内部零钳位，外 部给定短接；有给定时钳位电路自动打开，外部给定短接解除，系统开始工作。解决了采用 屏蔽电缆等措施也无法解决的内部干扰问题。2、用交流伺服矢量控制技术与LOGO等逻辑编程控制技术相结合，在高炉布料器 (溜槽倾动和料流阀)上应用，对无料钟高炉可编程布料，根据工艺要求，完成环行布料、回 旋布料、扇形布料、定点布料等多种布料。3、增量式与绝对式光电编码器同时应用，一组检测布料器实际机械运动位置，作 为位置反馈；另一组可以检测电动机转子的角速度，作为速度反馈。使布料准确、反应迅速。4、采用Δ/Υ-11接线组别的变压器ZB，既起到隔离变压及抗外部干扰作用，也起 到消除伺服驱动器中整流元件产生的谐波作用，对防爬行也有一定作用。5、采用LOGO逻辑编程器，既起到布料编程、保护及软件防爬行作用，也起到外来 信号与伺服驱动单元隔离滤波的作用，防止损坏伺服放大器SF。6、此装置大大提高了高炉利用系数，精度高，维护量少，节省了电能和焦炭，减少 了因布料配比精度不够而导致的废气及烟尘排放。本技术技术特征参数如下1、能够在很低的转速，通常在不外加位置闭环的情况下电机能够以lr/min以下 的速度拖动额定负载转距平滑地运转，这个特点是任何电机在任何控制方式下都难以达到 的。2、短时间内发出大于额定转距5 10倍的瞬时尖峰转距，从而使它具有优良的跟 踪會旨力ο3、能够输出相当于额定转距2 2. 5倍的堵转距，满足很多位势负载的要求。4、转速与转速指令之间完全的线性关系，在电机的调速范围以内转速偏差小于 0.1%。5、有3种工作模式，即速度闭环方式、转距控制方式和位置闭环控制方式。三种方 式可以根据工艺进行切换。6、具有良好的人机对话及通讯，便于上位机控制附图说明本技术的具体结构由以下附图给出。图1是本技术结构原理示意图；图1中，伺服驱动单元1中的变压器ZB—次接线端X1、X2、X3与自动开关Q 二次 相连接，自动开关Q —次分别与进线电源L1、L2、L3相连接，变压器ZB 二次X4、X5、X6与接 触器接点Kl 一次相连接，接触器接点Kl 二次与伺服放大器SF的电源输入端R、S、T相连 接。变压器ZB为380/220V，Δ/Y-Il型接线，具有变压、滤波、抗干扰等功能。伺服放大器 SF的r、t端是控制电源端，与变压器二次X4、X5端相连接。1端为控制输出端，当放大器条件具备时输出高电平，使接触器Kl吸合，主回路接通。2端为控制电源公共端。3端为放 大器使能端。4端为放大器复位端。5、6端分别为机械开、关到位端。7端为放大器内部钳 位端，为高电平时使放大器内部电压零钳位，屏蔽一切外来信号，对防电机爬行起决定性作 用。8、9端为输入给定端，通过士0 IOV的电压大小控制电机转数，通过正负控制电机旋 转方向，其中开关阀继电器K4、K5接点K4b、K5b串联后短接在8、9两端，当有阀开、阀关指 令时，短接断开，接点K8闭合，对防电机爬行起到零给定作用。10、11端为外接制动电阻端， 当出现位能过电压时，把多余的能量消耗到电阻R上。U、V、W端为伺服放大器SF电机驱动 电源输出端，E端为接地屏蔽端，检测端CN1、CN2分别为电机转速检测增量编码器信号输入 端和机械位置检测绝对编码器输入端，用于转速和位置反馈；逻辑控制单元2中12、13端为工作电源输入端，与变压器ZB 二次X4、X5端相接。 14、15端分别为机械开到位和关到位极限输入端。16端为控制电源公共端。17端为输出使 能端，通过输出继电器K2接点控制放大器使能。18端为复位输出端，通过输出继电器K3接 点控制放大器复位。19、20分别为开、关到位输出端，通过继电器K6、K7接点控制放大器，让 机械到位停止，起到信号隔离作用。21、22端为阀开、阀关信号输出端，通过输出继电器Κ4、 Κ5接点K4a、k5a串联，控制放大器钳位。23端为开关阀指令输出继电器，只要PLC有开或 关阀指令，则输出继电器K8就带电，接点K8闭合，保证给定电压士0 IOV的输入，同时也 防止无开关阀指令时给定电压被接点K4b、K5b短接。24端为继电器输出电源公共端，CN3 为通讯端口，通过PLC控制LOGO逻辑编码器的程序，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉布料伺服控制装置，其特征在于：包括由采用Δ／Ｙ－１１接线组别的变压器ＺＢ和伺服放大器ＳＦ构成的伺服驱动单元（１），还包括采用ＬＯＧＯ逻辑编程器的逻辑控制单元（２），还包括由具有电能、机械能转换功能的驱动器Ｄ和速度检测功能的编码器ＣＺ１及机械位置检测功能的编码器ＣＺ２构成的执行单元（３）；所述的伺服驱动单元（１）中的变压器ＺＢ一次通过自动开关与进线电源连接，二次通过接触器与伺服放大器ＳＦ的电源输入端相连接，伺服放大器ＳＦ的电机驱动电源输出端及检测端与执行单元（３）相连，逻辑控制单元（２）通过继电器无源接点与伺服驱动单元（１）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田印福，
申请(专利权)人：中国三冶集团有限公司电气安装工程公司，
类型：实用新型
国别省市：21[]