一种闪速炉冰铜转运系统及自动控制方法与流程

1.本发明涉及化工冶炼技术领域，具体涉及一种闪速炉冰铜转运系统及自动控制方法。


背景技术：

2.目前闪速炉冰铜转运是通过人工操作三个出铜口，利用三个冰铜包厢和三套冰铜转运小车来完成的，人工通过观察孔操作转运小车进出冰铜包厢进行冰铜的转运作业，放铜作业结束后用对讲机联系包子吊，将冰铜包吊运至下一道工序。随着产量不断的提高，人工操作的方式效率比较低下，已无法满足作业需求。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种闪速炉冰铜转运系统及自动控制方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种闪速炉冰铜转运系统，包括转运小车、地面无线通讯装置、地面控制系统、冰铜包子吊、包子吊无线通讯装置和冰铜包子吊控制系统；
6.所述转运小车包括从动轮、驱动轮、减速机、变频电机、前进减速限位、前进停止限位、后退停止限位、后退减速限位和小车平台；所述小车平台底部的后端两侧和前端两侧分别装配有驱动轮和从动轮，所述变频电机传动连接于所述减速机，所述减速机的其中一个输出轴连接于其中一侧的驱动轮，另一个输出轴连接于另一侧的驱动轮；所述小车平台的一侧的后端设有后退停止限位传感器和后退减速限位传感器，后退停止限位传感器位于所述后退减速限位传感器的前方，所述小车平台的一侧的前端设有前进减速限位传感器和前进停止限位传感器，前进减速限位传感器位于前进停止限位传感器的前方；
7.各个冰铜包子吊对应的冰铜包子吊控制系统均设置有包子吊无线通讯装置，所述地面控制系统连接有地面无线通讯装置，通过地面无线通讯装置和包子吊无线通讯装置的通讯，所述地面控制系统和冰铜包子吊控制系统可进行通讯；闪速炉各个出铜口处均设有包厢，包厢的包厢门由地面控制系统控制，并且所述包厢门开到位和关到位的位置分别设有开到位红外传感器和关到位红外传感器，开到位红外传感器和关到位红外传感器均与地面控制系统连接。
8.进一步地，所述闪速炉的出铜口上方设有超声波液位计，当转运小车位于出铜口的位置时，所述超声波液位计恰好对应转运小车所承载的冰铜包内部，用于检测冰铜包内的冰铜液位并传递至控制系统。
9.进一步地，所述小车平台的前端和后端分别设有防撞锥。
10.进一步地，所述小车平台的一侧的前端还设有前进极限限位传感器，所述前进极限限位传感器位于前进减速限位传感器的前方，其与地面控制系统连接。
11.更进一步地，后退停止限位传感器、后退减速限位传感器、前进减速限位传感器、
前进停止限位传感器和前进极限限位传感器均采用接近开关。
12.进一步地，所述系统还包括有冰铜包红外传感器，其安装于转运小车的原点位置，用于检测小车平台上是否承载有冰铜包并将检测信号传递至地面控制系统。
13.本发明还提供一种利用上述系统的闪速炉冰铜转运自动控制方法，具体过程为：
14.当闪速炉出冰铜周期到达时，操作人员在地面控制系统的人机操作界面上触发包厢出冰铜的指令；
15.地面控制系统检测转运小车当前是否位于原点，如果是，控制包厢门打开；
16.当包厢门打开到位，开到位红外传感器向地面控制系统发送信号，地面控制系统向转运小车发送控制指令，控制承载着空冰铜包的转运小车从原点位置出发往出铜口位置前进；
17.转运小车经过包厢门进入包厢，向出铜口的位置靠近时，小车平台前端的前进减速限位传感器和前进停止限位传感器将状态信号反馈给地面控制系统，地面控制系统根据前进减速限位传感器和前进停止限位传感器的状态信号控制小车平台前进减速和停止，使得转运小车可以准确地到达出铜口位置停下；
18.转运小车到达出铜口位置后，地面控制系统延时设定时间控制包厢门关闭，包厢门的关闭到位红外传感器感应到包厢门关闭到位后向地面控制系统传递信号，地面控制系统在人机操作界面上显示包厢门关闭到位的状态，操作人员根据包厢门关闭到位的状态打开闪速炉的出铜口，操作出铜；
19.地面控制系统在冰铜液位到达满液位状态后延时设定时间控制包厢门打开，在接收到开到位红外传感器的信号后，延时设定时间控制转运小车开始后退，退回到原点位置，在后退的过程中根据后退减速限位传感器和后退停止限位传感器的状态信号控制转运小车后退减速和停止，保证转运小车准确回到原点位置；
20.地面控制系统通过地面无线通讯装置向包子吊无线通讯装置发送数据，包子吊无线通讯装置将数据传输给熔炼厂冰铜包子吊，所述数据包括冰铜满液位状态和转运小车回到原点位置的状态数据，冰铜包子吊控制系统据此控制冰铜包子吊进行动作，将转运小车上的冰铜包转运至下一工序。
21.进一步地，上述方法中，包子吊控制系统还控制冰铜包子吊将空冰铜包吊运至没有承载冰铜包的转动小车上。
22.进一步地，上述方法中，转运小车不在原点或出铜口位置时，包厢门无法动作。
23.进一步地，上述方法中，在出铜的过程中，出铜口上方安装的超声波液位计感应到冰铜包内的冰铜液位并向地面控制系统传递液位信号，地面控制系统根据该液位信号判断冰铜液位即将到达满液位时，在人机操作界面上显示的冰铜液位即将达到满液位的状态信息，操作人员据此堵住出铜口，终止出铜。
24.本发明的有益效果在于：利用本发明可以实现闪速炉冰铜转运的全自动控制，减少人工操作，提高闪速炉冰铜转运效率。而且，本发明可以实现转运小车的平稳运行、精准定位，并且可有效避免出铜过程中的冰铜溢流的现象，大大降低了人工成本及设备故障率，降低安全风险。
附图说明
25.图1为本发明实施例1中系统的现场布设示例图；
26.图2为本发明实施例1中转运小车的平面示意图；
27.图3为本发明实施例1中转运小车的侧面示意图；
28.图4为本发明实施例2的方法流程图。
具体实施方式
29.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
30.实施例1
31.本实施例提供一种闪速炉冰铜转运系统，包括转运小车、地面无线通讯装置、地面控制系统、冰铜包子吊、包子吊无线通讯装置和冰铜包子吊控制系统。转运小车、地面无线通讯装置、冰铜包子吊、包子吊无线通讯装置的现场布设示意如图1所示。
32.如图2所示，所述转运小车包括从动轮3、驱动轮4、轴5、减速机6、变频电机7、前进减速限位8、前进停止限位9、后退停止限位10、后退减速限位11和小车平台12；所述小车平台12底部的后端两侧和前端两侧分别装配有驱动轮4和从动轮3，所述变频电机7传动连接于所述减速机6，所述减速机6的其中一个输出轴连接于其中一侧的驱动轮4，另一个输出轴连接于另一侧的驱动轮4(本实施例中通过轴5连接)；所述小车平台12的一侧的后端设有后退停止限位传感器10和后退减速限位传感器11，后退停止限位传感器10位于所述后退减速限位传感器11的前方，所述小车平台12的一侧的前端设有前进减速限位传感器8和前进停止限位传感器9，前进减速限位传感器8位于前进停止限位传感器9的前方；
33.各个冰铜包子吊对应的冰铜包子吊控制系统均设置有包子吊无线通讯装置，所述地面控制系统连接有地面无线通讯装置，通过地面无线通讯装置和包子吊无线通讯装置的通讯，所述地面控制系统和冰铜包子吊控制系统可进行通讯；闪速炉各个出铜口处均设有包厢，包厢的包厢门由地面控制系统控制，并且所述包厢门开到位和关到位的位置分别设有开到位红外传感器和关到位红外传感器，开到位红外传感器和关到位红外传感器均与地面控制系统连接。
34.在本实施例中，所述闪速炉的出铜口上方设有超声波液位计，当转运小车位于出铜口的位置时，所述超声波液位计恰好对应转运小车所承载的冰铜包内部，用于检测冰铜包内的冰铜液位并传递至控制系统。
35.需要说明的是，超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。在测量中超声波脉冲由传感器(换能器)发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收，通过压电晶体转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。精准检测冰铜液位可以防止冰铜满液溢出，避免造成安全事故。
36.在本实施例中，所述小车平台12的前端和后端分别设有防撞锥1。
37.在本实施例中，所述小车平台12的一侧的前端还设有前进极限限位传感器2，所述前进极限限位传感器2位于前进减速限位传感器8的前方，其与地面控制系统连接。通过前进极限限位传感器2可以向控制系统传递转运小车到达前进极限位置的信号，进一步保证
转运小车可以及时停下，避免发生碰撞。
38.在本实施例中，后退停止限位传感器10、后退减速限位传感器11、前进减速限位传感器8、前进停止限位传感器9和前进极限限位传感器2均采用接近开关。通过接近开关精准检测转运小车的减速位和停止位，实现转运小车的精准定位。
39.在本实施例中，所述地面控制系统和冰铜包子吊控制系统均采用plc控制器，具体采用西门子s7-1200plc。
40.在本实施例中，如图3所示，所述系统还包括有冰铜包红外传感器13，其安装于转运小车的原点位置，用于检测小车平台上是否承载有冰铜包并将检测信号传递至地面控制系统。只有当小车平台上承载有冰铜包，地面控制系统才会控制转运小车前往出铜口，冰铜包子吊控制系统才会控制包子吊执行冰铜包吊运动作。
41.在本实施例中，所述地面无线通讯装置和包子吊无线通讯装置均为工业以太网无线通讯模块。工业以太网无线通讯模块支持1主多从无线自组网高速通讯双频传输抗干扰，采用2x2两发两收无线架构，空中传输速达300mbps，兼容西门子s7、profinet、modbustcp/ip等通讯协议，并采用ofdm调制及mino技术，传输距离3km以上。
42.实施例2
43.本实施例提供一种利用实施例1所述系统的闪速炉冰铜转运自动控制方法，如图4所示，具体过程为：
44.当闪速炉出冰铜周期到达时，操作人员在地面控制系统的人机操作界面上触发包厢出冰铜的指令；
45.地面控制系统检测转运小车当前是否位于原点，如果是，控制包厢门打开；
46.当包厢门打开到位，开到位红外传感器向地面控制系统发送信号，地面控制系统向转运小车发送控制指令，控制承载着空冰铜包的转运小车从原点位置出发往出铜口位置前进；
47.转运小车经过包厢门进入包厢，向出铜口的位置靠近时，小车平台前端的前进减速限位传感器和前进停止限位传感器将状态信号反馈给地面控制系统，地面控制系统根据前进减速限位传感器和前进停止限位传感器的状态信号控制小车平台前进减速和停止，使得转运小车可以准确地到达出铜口位置停下；
48.转运小车到达出铜口位置后，地面控制系统延时5秒控制包厢门关闭，包厢门的关闭到位红外传感器感应到包厢门关闭到位后向地面控制系统传递信号，地面控制系统在人机操作界面上显示包厢门关闭到位的状态，操作人员根据包厢门关闭到位的状态打开闪速炉的出铜口，操作出铜；
49.地面控制系统在冰铜液位到达满液位状态后延时5分钟控制包厢门打开，在接收到开到位红外传感器的信号后，延时10秒控制转运小车开始后退，退回到原点位置，在后退的过程中根据后退减速限位传感器和后退停止限位传感器的状态信号控制转运小车后退减速和停止，保证转运小车准确回到原点位置。
50.地面控制系统通过地面无线通讯装置向包子吊无线通讯装置发送数据，包子吊无线通讯装置将数据传输给熔炼厂冰铜包子吊，所述数据包括冰铜满液位状态和转运小车回到原点位置的状态数据，冰铜包子吊控制系统据此控制冰铜包子吊进行动作，将转运小车上的冰铜包转运至下一工序(本实施例是转运至转炉处)。
51.在本实施例中，包子吊控制系统还控制冰铜包子吊将空冰铜包吊运至没有承载冰铜包的转动小车上。
52.在本实施例中，为了防止包厢门误动作，转运小车不在原点或出铜口位置时，包厢门无法动作。
53.在本实施例中，在出铜的过程中，出铜口上方安装的超声波液位计感应到冰铜包内的冰铜液位并向地面控制系统传递液位信号，地面控制系统根据该液位信号判断冰铜液位即将到达满液位时，在人机操作界面上显示的冰铜液位即将达到满液位的状态信息，操作人员据此堵住出铜口，终止出铜。
54.在本实施例中，所述地面控制系统具体与转运小车的变频电机进行通讯，通过控制变频电机，实现控制转运小车的行进速度，具体可以控制转运小车在空载时高速运行，满载时中速运行，并控制转运小车减速和停止，使得转运小车运行更加稳定。
55.对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种闪速炉冰铜转运系统，其特征在于，包括转运小车、地面无线通讯装置、地面控制系统、冰铜包子吊、包子吊无线通讯装置和冰铜包子吊控制系统；所述转运小车包括从动轮、驱动轮、减速机、变频电机、前进减速限位、前进停止限位、后退停止限位、后退减速限位和小车平台；所述小车平台底部的后端两侧和前端两侧分别装配有驱动轮和从动轮，所述变频电机传动连接于所述减速机，所述减速机的其中一个输出轴连接于其中一侧的驱动轮，另一个输出轴连接于另一侧的驱动轮；所述小车平台的一侧的后端设有后退停止限位传感器和后退减速限位传感器，后退停止限位传感器位于所述后退减速限位传感器的前方，所述小车平台的一侧的前端设有前进减速限位传感器和前进停止限位传感器，前进减速限位传感器位于前进停止限位传感器的前方；各个冰铜包子吊对应的冰铜包子吊控制系统均设置有包子吊无线通讯装置，所述地面控制系统连接有地面无线通讯装置，通过地面无线通讯装置和包子吊无线通讯装置的通讯，所述地面控制系统和冰铜包子吊控制系统可进行通讯；闪速炉各个出铜口处均设有包厢，包厢的包厢门由地面控制系统控制，并且所述包厢门开到位和关到位的位置分别设有开到位红外传感器和关到位红外传感器，开到位红外传感器和关到位红外传感器均与地面控制系统连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述闪速炉的出铜口上方设有超声波液位计，当转运小车位于出铜口的位置时，所述超声波液位计恰好对应转运小车所承载的冰铜包内部，用于检测冰铜包内的冰铜液位并传递至控制系统。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述小车平台的前端和后端分别设有防撞锥。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述小车平台的一侧的前端还设有前进极限限位传感器，所述前进极限限位传感器位于前进减速限位传感器的前方，其与地面控制系统连接。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，后退停止限位传感器、后退减速限位传感器、前进减速限位传感器、前进停止限位传感器和前进极限限位传感器均采用接近开关。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括有冰铜包红外传感器，其安装于转运小车的原点位置，用于检测小车平台上是否承载有冰铜包并将检测信号传递至地面控制系统。7.一种利用权利要求1-6任一所述系统的闪速炉冰铜转运自动控制方法，其特征在于，具体过程为：当闪速炉出冰铜周期到达时，操作人员在地面控制系统的人机操作界面上触发包厢出冰铜的指令；地面控制系统检测转运小车当前是否位于原点，如果是，控制包厢门打开；当包厢门打开到位，开到位红外传感器向地面控制系统发送信号，地面控制系统向转运小车发送控制指令，控制承载着空冰铜包的转运小车从原点位置出发往出铜口位置前进；转运小车经过包厢门进入包厢，向出铜口的位置靠近时，小车平台前端的前进减速限位传感器和前进停止限位传感器将状态信号反馈给地面控制系统，地面控制系统根据前进减速限位传感器和前进停止限位传感器的状态信号控制小车平台前进减速和停止，使得转
运小车可以准确地到达出铜口位置停下；转运小车到达出铜口位置后，地面控制系统延时设定时间控制包厢门关闭，包厢门的关闭到位红外传感器感应到包厢门关闭到位后向地面控制系统传递信号，地面控制系统在人机操作界面上显示包厢门关闭到位的状态，操作人员根据包厢门关闭到位的状态打开闪速炉的出铜口，操作出铜；地面控制系统在冰铜液位到达满液位状态后延时设定时间控制包厢门打开，在接收到开到位红外传感器的信号后，延时设定时间控制转运小车开始后退，退回到原点位置，在后退的过程中根据后退减速限位传感器和后退停止限位传感器的状态信号控制转运小车后退减速和停止，保证转运小车准确回到原点位置；地面控制系统通过地面无线通讯装置向包子吊无线通讯装置发送数据，包子吊无线通讯装置将数据传输给熔炼厂冰铜包子吊，所述数据包括冰铜满液位状态和转运小车回到原点位置的状态数据，冰铜包子吊控制系统据此控制冰铜包子吊进行动作，将转运小车上的冰铜包转运至下一工序。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包子吊控制系统还控制冰铜包子吊将空冰铜包吊运至没有承载冰铜包的转动小车上。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，转运小车不在原点或出铜口位置时，包厢门无法动作。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在出铜的过程中，出铜口上方安装的超声波液位计感应到冰铜包内的冰铜液位并向地面控制系统传递液位信号，地面控制系统根据该液位信号判断冰铜液位即将到达满液位时，在人机操作界面上显示的冰铜液位即将达到满液位的状态信息，操作人员据此堵住出铜口，终止出铜。

技术总结
本发明公开了一种闪速炉冰铜转运系统及自动控制方法，系统包括转运小车、地面无线通讯装置、地面控制系统、冰铜包子吊、包子吊无线通讯装置和冰铜包子吊控制系统。利用本发明可以实现闪速炉冰铜转运的全自动控制，减少人工操作，提高闪速炉冰铜转运效率。而且，本发明可以实现转运小车的平稳运行、精准定位，并且可有效避免出铜过程中的冰铜溢流的现象，大大降低了人工成本及设备故障率，降低安全风险。降低安全风险。降低安全风险。


技术研发人员：傅发钦 甘聪 梁源 邱雅莹 梁增明 赖文燕 蓝永生
受保护的技术使用者：紫金铜业有限公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/8/1