一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统及其切换方法

摘要

本发明公开了一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统及其切换方法，该系统包括，卷扬机控制系统和切换控制系统；所述的卷扬机控制系统包括：电动机一、编码器一、编码器二、电动机二、变频器一、变频器二、变频器三、卷扬机控制设备；所述的切换控制系统包括：触控屏、切换控制器、继电器组；所述的触控屏与切换控制器连接；所述的切换控制器与继电器组内各继电器控制线圈电连接；该系统提高了高炉卷扬机控制系统的稳定性和可靠性，大大降低了编码器带来的故障率，方便故障点快速确认和维修，降低企业运维时间成本。

说明书

技术领域

本发明涉及卷扬机控制技术领域，具体涉及一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统及其切换方法。

背景技术

高炉上料的形式主要由卷扬小车上料和传送带上料。其中，卷扬小车上料设备主要工作过程为，各种原料经过槽下配料放入集中斗，料车到料坑后，集中斗仓门自动打开，把原料放入料车，集中斗闸门关到位，料车起动，经过加速、匀速、减速、到达炉顶停止，然后利用卸料曲轨使小车后轮抬高自动倾斜至一定角度进行卸料，卸料后小车返回。在工作过程中，2个料车交替上料，当装满炉料的料车上行时空料车下行；卷扬小车上料设备其结构紧凑，占地面积小，在能保证和满足上料能力时，实现自动及半自动控制。现有技术中，卷扬小车的传动控制方式是采用两台异步电动机同时控制一台卷扬机正反转直接启动。两台异步电动机通过两台变频器(一主一从)及相关的卷扬机控制设备协同控制完成上料，变频器之间通过光纤通讯。其中电动机的转速通过编码器反馈给变频器。这种系统线路复杂，倒机切换过程繁琐，若编码器故障，则无法继续控制卷扬电动机上料，同时也不便于维护人员检查和维护。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统及其切换方法，该系统高了高炉卷扬机控制系统的稳定性和可靠性，故障自动切换，大大降低了编码器带来的故障率，方便故障点快速确认和维修。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统，包括，卷扬机控制系统和切换控制系统；所述的卷扬机控制系统包括：电动机一、编码器一、编码器二、电动机二、变频器一、变频器二、变频器三、卷扬机控制设备；编码器一安装在电动机一上，编码器二安装在电动机二上；变频器一和变频器二分别通过接触器KM1和接触器KM2与电动机一电连接；变频器二和变频器三分别通过接触器KM3和接触器KM4与电动机二电连接；接触器KM1、KM2、KM3、KM4的控制端与卷扬机控制设备连接；

所述的切换控制系统包括：触控屏、切换控制器、继电器组；所述的触控屏与切换控制器连接；所述的切换控制器与继电器组内各继电器控制线圈电连接；继电器组的各继电器的触点分别与变频器一、变频器二、变频器三、编码器一、编码器二电连接；通过切换控制器控制继电器组内各个继电器的状态，将编码器一和编码器二的输出端分别投切至变频器一、变频器二、变频器三中其中的两个变频器上，或将编码器一的输出端投切至变频器一、变频器二、变频器三中其中的两个变频器上，或将编码器二的输出端投切至变频器一、变频器二、变频器三中其中的两个变频器上。

所述的编码器一、编码器二的输出端切换控制器电连接。

所述的接触器KM1、KM2、KM3、KM4的控制端分别并联继电器KA11、KA12、KA13、KA14；所述的继电器KA11、KA12、KA13、KA14与切换控制器电连接；

所述的切换控制器上连接有具备自动或手动或不选三个状态的切换开关和用于变频器二为主机时亮起的指示灯；

优选的，所述的继电器组包括KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10；编码器一通过KA1、KA2、KA3的常闭触点与变频器一电连接；编码器二通过KA5、KA6、KA7的常闭触点与变频器三7电连接；KA1、KA2、KA3的常开触点分别与KA5、KA6、KA7的常开触点电连接；KA1、KA2、KA5、KA6的常开触点与变频器二电连接；KA3和KA7的常开触点分别与KA4和KA8的常开触点电连接；KA4的常闭触点与和KA8的常闭触点电连接；KA4和KA8常开触点分别与KA9和KA10电连接；KA9的常开触点和KA10的常开触点以及变频器二电连接；KA9的常闭触点与变频器三电连接；KA10的常闭触点与变频器一电连接。

优选的，所述的切换控制器的输出一路切换信号与卷扬机控制设备输入端连接。

优选的，所述的切换控制器包括主PLC和从PLC；主PLC的一个输出端与从PLC一个输入端电连接；输入切换控制器的信号同时与主PLC和从PLC的输入端连接，从切换控制器输出的信号同时与主PLC和从PLC的输出端连接。

优选的，一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统的切换方法，通过触控屏和切换开关操作完成；其中，触控屏上设置有主界面、控制显示界面；

包括如下步骤：

首先，根据当前的卷扬机控制系统中变频器二的投切状态来控制切换开关；

开关有如下状态：

自动：系统自动根据继电器KA11、KA12、KA13、KA14的状态来确定变频器二是主机、还是从机或备用；

手动：是人工直接选择当前状下态变频器二是主机；

不选；当前状下变频器二未投入，为备用；

触控屏根据当前状态在主界面上显示出切换开关的状态及状态变频器二是否为主机的信息；

其次，点击触控屏的主界面进入控制显示界面，控制显示界面上以示意图及文字的方式显示当前编码器及变频器的投切状态、主PLC的状态。

优选的，控制显示界面上有“PLC界面”按钮和“帮助”按钮，点击“PLC界面”按钮，进入PLC界面，PLC界面显示主PLC和从PLC当前输入输出接口的状态，以及各个输入输出接口所具备的功能及所连接的器件的位置信息；

点击“帮助”按钮，进入真值表界面，显示继电器组中各个继电器的状态与控制编码器切换的关系。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

该系统提高了高炉卷扬机控制系统的稳定性和可靠性，大大降低了编码器带来的故障率，方便故障点快速确认和维修，降低企业运维时间成本，系统方便操作和维护，减轻了维护人员的工作，取得了良好的经济效益。

附图说明

图1是本发明一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统的结构框图；

图2是本发明一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统中切换系统的电路图；

图3是本发明一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统其切换方法中的主界面；

图4是本发明一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统其切换方法的控制显示界面；

图5是本发明一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统其切换方法的PLC界面；

图6是本发明一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统其切换方法的真值表界面；

图中：触控屏1、切换控制器2、主PLC201、从PLC202、切换开关203、指示灯204、卷扬机控制系统3、继电器组4、电动机一301、编码器一302、编码器二303、电动机二304、变频器一305、变频器二306、变频器三307、卷扬机控制设备308、主界面5、控制显示界面6、PLC界面7、真值表界面8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

如图1-2所示，在本发明的一个实施例中，一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统，包括，卷扬机控制系统3和切换控制系统；所述的卷扬机控制系统3包括：电动机一301、编码器一302、编码器二303、电动机二304、变频器一305、变频器二306、变频器三307、卷扬机控制设备308；编码器一302安装在电动机一301上，编码器二303安装在电动机二304上；变频器一305和变频器二306分别通过接触器KM1和接触器KM2与电动机一301电连接；变频器二306和变频器三307分别通过接触器KM3和接触器KM4与电动机二304电连接；接触器KM1、KM2、KM3、KM4的控制端与卷扬机控制设备308连接；卷扬机控制设备308通过接触器KM1、KM2、KM3、KM4完成变频器一305、变频器二306、变频器三307的投切，其中变频器一305作为主机只控制电动机一301，变频器二306即可作为主机也可作从机，既可以控制电动机一301也可以控制电动机二304，变频器三307作为从机只控制电动机二304，实现了变频器二306的备用；

所述的切换控制系统包括：触控屏1、切换控制器2、继电器组4；所述的触控屏1与切换控制器2连接；所述的切换控制器2与继电器组4内各继电器控制线圈电连接；继电器组4的各继电器的触点分别与变频器一305、变频器二306、变频器三307、编码器一302、编码器二303电连接；通过切换控制器2控制继电器组4内各个继电器的状态，将编码器一302和编码器二303的输出端分别投切至变频器一305、变频器二306、变频器三307中其中的两个变频器上，或将编码器一302的输出端投切至变频器一305、变频器二306、变频器三307中其中的两个变频器上，或将编码器二303的输出端投切至变频器一305、变频器二306、变频器三307中其中的两个变频器上；以此来实现两个编码器在三个变频器上的投切，方便倒机切换及维修维护；

所述的编码器一302、编码器二303的输出端切换控制器2电连接，可通过切换控制器2判断出编码器一302、编码器二303输出是否故障。

所述的接触器KM1、KM2、KM3、KM4的控制端分别并联继电器KA11、KA12、KA13、KA14；所述的继电器KA11、KA12、KA13、KA14与切换控制器2电连接；通过切换控制器2采集继电器KA11、KA12、KA13、KA14的状态，来获取当前变频器一305、变频器二306、变频器三307的投切状态。

所述的切换控制器2上连接有具备自动或手动或不选三个状态的切换开关203和用于变频器二306为主机时亮起的指示灯204；

自动：系统自动根据继电器KA11、KA12、KA13、KA14的状态来确定变频器二306是主机、还是从机或备用；

手动：是人工直接选择当前状态下变频器二306是主机；

不选；当前变频器二306未投入，为备用；

具体的，所述的继电器组4包括KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10；编码器一302通过KA1、KA2、KA3的常闭触点与变频器一305电连接；编码器二303通过KA5、KA6、KA7的常闭触点与变频器三307电连接；KA1、KA2、KA3的常开触点分别与KA5、KA6、KA7的常开触点电连接；KA1、KA2、KA5、KA6的常开触点与变频器二306电连接；KA3和KA7的常开触点分别与KA4和KA8的常开触点电连接；KA4的常闭触点与和KA8的常闭触点电连接；KA4和KA8常开触点分别与KA9和KA10电连接；KA9的常开触点和KA10的常开触点以及变频器二306电连接；KA9的常闭触点与变频器三307电连接；KA10的常闭触点与变频器一305电连接。

上述连接方式中其控制编码器切换的真值表如下表1所示，其中Z11:变频器一305；Z12:变频器二306；Z13:变频器三307；ON表示继电器闭合；

表1继电器组真值表

在本发明的一个具体实施例中，所述的切换控制器2的输出一路切换信号与卷扬机控制设备308输入端连接；在切换开关203为自动状态下为卷扬机控制设备308给定一个初始的控制信号，将变频器二306作为主机，变频器一305切出备用。

在本发明的一个具体实施例中，所述的切换控制器2包括主PLC201和从PLC202；主PLC201的一个输出端与从PLC202一个输入端电连接；用于判断主PLC201是否正常运行；输入切换控制器2的信号同时与主PLC201和从PLC202的输入端连接，从切换控制器2输出的信号同时与主PLC201和从PLC202的输出端连接。

如图3-6所示，一种编码器自动切换的高炉卷扬机控制系统的切换方法，包括：

通过触控屏1和切换开关203操作完成；

其中，触控屏1上设置有主界面5、控制显示界面6；

首先，根据当前的卷扬机控制系统3中变频器二306的投切状态来控制切换开关203；

开关有如下状态：

自动：系统自动根据继电器KA11、KA12、KA13、KA14的状态来确定变频器二306是主机、还是从机或备用；

手动：是人工直接选择当前状下态变频器二306是主机；

不选；当前状下变频器二306未投入，为备用；

触控屏1根据当前状态在主界面上显示出切换开关203的状态及状态变频器二306是否为主机的信息；

其次，点击触控屏1的主界面5进入控制显示界面6，控制显示界面6上以示意图及文字的方式显示当前编码器及变频器的投切状态、主PLC的状态；为用户提供直观的控制状态，方便编码器故障确认及维护检修。

具体的，控制显示界面6上有“PLC界面”按钮和“帮助”按钮，点击“PLC界面”按钮，进入PLC界面7，PLC界面7显示主PLC201和从PLC202当前输入输出接口的状态，以及各个输入输出接口所具备的功能及所连接的器件的位置信息，可使得作业人员快速定位故障，进行修理；

点击“帮助”按钮，进入真值表界面8，显示继电器组中各个继电器的状态与控制编码器切换的关系(如表1)；方便作业人员理解和故障检修。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围。