一种炼钢高位料仓卸料小车二进制算法组合定位装置

技术领域

本发明涉及一种定位装置，具体涉及一种炼钢高位料仓卸料小车二进制算法组合定位装置 ，属于定位技术领域。

背景技术

卸料小车广泛应用于冶金生产单元，特别是原料系统。炼钢厂转炉冶炼需要石灰、矿石、泡沫渣、各种合金等二十多种原料，它们都是经过皮带机输送，并由卸料小车布料，最终送达各高位料仓的。卸料小车的准确定位至关重要，否则容易撒料、混料，影响炼钢生产。到目前卸料小车定位有若干种方法，但是都存在一定的不足：1、传统行程开关定位，每个料仓安装一个行程开关，它的缺点是每个仓的行程开关都需要单独布线，需要的电缆多、占用PLC点位多，成本高。2、编码器定位，缺点是车轮打滑或者使用时间长会有累积误差，造成定位不准。另外编码器弹簧联轴器容易折断，故障抢修频率较高。3.格雷姆线定位，定位准确但是价格昂贵。此外，格雷姆线坏了需要整体更换，维护成本高。为此，构想了一个既节省资源、成本又实现准确、可靠定位的方法。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种炼钢高位料仓卸料小车二进制算法组合定位装置，该技术方案节省了大量的电缆布线，且仓位越多电缆节省比例越高、占用PLC数字量输入模块数量大幅减少，且仓位越多PLC资源节省率越高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种炼钢高位料仓卸料小车二进制算法组合定位装置，其特征在于，所述定位装置由炉位定位系统和仓位定位系统组成，炉位定位系统判断卸料小车处于几号转炉区域，仓位定位系统判断卸料小车处于几号仓，然后根据卸料小车所处炉位和仓位即可判断卸料小车的实际位置，卸料小车上安装有炉位挡块、仓位挡块。

作为本发明的一种改进，所述炉位定位系统由卸料小车炉位挡块、入炉行程开关、出炉行程开关组成，位于中间的转炉区域在该区域两侧各安装一个入炉行程开关，位于边缘的转炉区域在区域交界处安装一个入炉行程开关，另一侧安装极限位行程开关，在相邻的两个转炉区域交界处安装一个出炉行程开关，为相邻两个转炉区域共用，再将入炉行程开关、出炉行程开关的常开或常闭触点信号接入专门设计的炉位定位继电器回路，炉位定位继电器回路可以判断出卸料小车处于几号转炉区域，然后将炉位继电器常闭触点接入PLC数字量输入模块，即将炉位信息送入PLC，PLC程序设置0为卸料小车进入该转炉区域。

作为本发明的一种改进，每个转炉区域分别安装一套基于二进制算法的仓位定位系统，仓位定位系统由仓位挡块、行程开关组合、仓位定位继电器回路，PLC数字输入模块组成，首先对每个料仓分别编号，用十进制数表示，然后在每个料仓分别对应安装一个行程开关组合及配套接线盒。

作为本发明的一种改进，每个行程开关组合对应一个二进制数DCBA（它与仓号十进制数相对应），它从左到右依次有D、C、B、A四个位置，二进制位为0的位置有行程开关，二进制位为1的位置没有行程开关。所有行程开关组合D位置闭点串联，并接入仓位定位继电器回路，C、B、A位置做同样处理。然后将继电器常开触点接入PLC数字量输入模块，即将仓位二进制信息送入PLC，PLC程序将收到的二进制信息转换为十进制仓号即可。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案节省了大量的电缆布线（以三个转炉52个仓为例，节省电缆约76.9%，且仓位越多电缆节省比例越高）、占用PLC数字量输入模块数量大幅减少（以三个转炉52个仓为例，节省PLC数字量输入模块约75%，且仓位越多PLC资源节省率越高）；2.与编码器定位相比，本发明造价便宜且没有累积误差的问题、故障率低；3.与格雷母线定位相比，本发明造价成本低，格雷母线维护成本、备件更换成本远高于本发明。另外，一旦发生故障处理问题，格雷母线需要专门的技术人员参与解决，而本发明只需要普通电工就可以处理故障；总之，本发明兼具定位准、成本低、易维护的优点，特别适用于炼钢厂高位料仓卸料小车定位。

附图说明

图1卸料小车挡块安装俯视图,

图2 炉位定位现场示意图，

图3炉位定位电气原理图，

图4 行程开关组合例举图，

图5仓位定位电气原理图，

图6 炉位、仓位PLC接线图,

图中：1、卸料小车；2、炉位挡块；3、仓位挡块：4、1#炉区域；5、2#炉区域；6、3#炉区域；7、1#炉入炉行程开关L1;8、2#炉入炉行程开关L2-1;9、2#炉入炉行程开关L2-2;10、3#炉入炉行程开关L3;11、1#炉及2#炉出炉行程开关R1;12、2#炉及3#炉出炉行程开关R2。

图中：13、控制回路相线L；14、控制回路零线N；15、1#炉炉位继电器K1线圈；16、2#炉炉位继电器K2线圈；17、3#炉炉位继电器K3线圈；18、入炉行程开关L1常开触点;19、继电器K1常开触点;20、出炉行程开关R1常闭触点;21、入炉行程开关L2-1常开触点;22、入炉行程开关L2-2常开触点;23、继电器K2常开触点;24、出炉行程开关R1常闭触点;25、出炉行程开关R2常闭触点;26、入炉行程开关L3常开触点;27、继电器K3常开触点;28、出炉行程开关R2常闭触点：29、行程开关组合；30、行程开关组合引出线电缆；31、接线盒，32、控制回路相线L；33、控制回路零线N；34、1#炉行程开关组合中D位置所有行程开关常闭点串联；35、1#炉行程开关组合中C位置所有行程开关常闭点串联；36、1#炉行程开关组合中B位置所有行程开关常闭点串联；37、1#炉行程开关组合中A位置所有行程开关常闭点串联；38、1#炉行程开关组合对应二进制数D位继电器D1线圈；39、1#炉行程开关组合对应二进制数C位继电器C1线圈；40、1#炉行程开关组合对应二进制数B位继电器B1线圈；41、1#炉行程开关组合对应二进制数A位继电器A1线圈；42、2#炉行程开关组合对应二进制数D位继电器D2线圈；43、2#炉行程开关组合对应二进制数C位继电器C2线圈；44、2#炉行程开关组合对应二进制数B位继电器B2线圈；45、2#炉行程开关组合对应二进制数A位继电器A2线圈；46、3#炉行程开关组合对应二进制数D位继电器D3线圈；47、3#炉行程开关组合对应二进制数C位继电器C3线圈；48、3#炉行程开关组合对应二进制数B位继电器B3线圈；49、3#炉行程开关组合对应二进制数A位继电器A3线圈，50、PLC模块；51、接DC24V电源L+；52、接DC24V电源M；53、1#炉炉位继电器K1常闭触点；54、2#炉炉位继电器K2常闭触点；55、3#炉炉位继电器K3常闭触点；56、1#炉行程开关组合继电器D1常开触点；57、1#炉行程开关组合继电器C1常开触点；58、1#炉行程开关组合继电器B1常开触点；59、1#炉行程开关组合继电器A1常开触点；60、2#炉行程开关组合继电器D2常开触点；61、2#炉行程开关组合继电器C2常开触点；62、2#炉行程开关组合继电器B2常开触点；63、2#炉行程开关组合继电器A2常开触点；64、3#炉行程开关组合继电器D3常开触点；65、3#炉行程开关组合继电器C3常开触点；66、3#炉行程开关组合继电器B3常开触点；67、3#炉行程开关组合继电器A3常开触点。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种炼钢高位料仓卸料小车二进制算法组合定位装置，所述定位装置由炉位定位系统和仓位定位系统组成，炉位定位系统判断卸料小车处于几号转炉区域，仓位定位系统判断卸料小车处于几号仓，不同转炉区域的高位料仓仓位号会有重合，然后根据卸料小车所处炉位和仓位即可判断卸料小车的实际位置，卸料小车上安装有炉位挡块、仓位挡块，所述炉位定位系统在现场由卸料小车炉位挡块、入炉行程开关、出炉行程开关组成，位于中间的转炉区域在该区域两侧各安装一个入炉行程开关，位于边缘的转炉区域在区域交界处安装一个入炉行程开关，另一侧安装极限位行程开关，在相邻的两个转炉区域交界处安装一个出炉行程开关，为相邻两个转炉区域共用，再将入炉行程开关、出炉行程开关的常开或常闭触点信号接入专门设计的炉位定位继电器回路（详见：图3炉位定位电气原理图）。炉位定位继电器回路可以判断出卸料小车处于几号转炉区域，然后将炉位继电器常闭触点接入PLC数字量输入模块，即将炉位信息送入PLC，PLC程序设置0为卸料小车进入该转炉区域，每个转炉区域分别安装一套基于二进制算法的仓位定位系统，仓位定位系统由仓位挡块、行程开关组合、仓位定位继电器回路，PLC数字输入模块组成，首先对每个料仓分别编号（用十进制数表示，如：5号仓），然后在每个料仓分别对应安装一个行程开关组合及配套接线盒（今后可以由工厂定制生产），每个行程开关组合对应一个二进制数DCBA（它与仓号十进制数相对应），它从左到右依次有D、C、B、A四个位置，二进制位为0的位置有行程开关，二进制位为1的位置没有行程开关。所有行程开关组合D位置闭点串联，并接入仓位定位继电器回路，C、B、A位置做同样处理。然后将继电器常开触点接入PLC数字量输入模块，即将仓位二进制信息送入PLC，PLC程序将收到的二进制信息转换为十进制仓号即可。

应用实施例：以三转炉炼钢厂为背景进行说明，假设该炼钢厂有1#转炉、2#转炉和3#转炉，则高位料仓分别为1#炉1-14#仓、2#炉1-14#仓、3#炉1-14#仓，共52个仓。每个仓位置编号定义为“炉位+仓位”，如2#炉6#仓。

先结合图1、图2、图3、图6说明炉位的定位。当卸料小车刚进入1#炉区域时，小车炉位挡块碰到1#炉入炉行程开关L1,继电器K1得电吸合，由图3可知因自锁功能，K1在1#炉区域一直得电吸合，此时K1常闭点断开，PLC收到数字量0（程序设置0为炉位信号到）。当卸料小车离开1#炉区域，炉位挡块碰到1#炉出炉行程开关R1时，由图3可知继电器K1失电，PLC收到数字量1（炉位信号不到）。2#炉区域、3#炉区域原理相似，由电路图可知功能可以实现，此处不再赘述。

再结合图1、图4、图5、图6说明仓位的定位。下面举例说明，假如卸料小车行驶到1#炉2#仓时，卸料小车仓位挡块碰到该仓行程开关组合（如图4所示）。由图5、图6可知，因为该仓B位置没有行程开关，继电器B1得电，PLC收到B1数字信号为1。D、C、A位置行程开关遇仓位挡块闭点断开，继电器D1、C1、A1失电，PLC收到D1、C1、A1数字信号为0，此时二进制数D1C1B1A1为0010，然后由PLC程序将二进制数0010变为十进制数2，即2#仓到位。假如卸料小车行驶到3#炉10#仓时，卸料小车仓位挡块碰到该仓行程开关组合。C、A位置有行程开关，继电器C3、A3失电，PLC收到C3、A3数字信号为0。D、B位置没有行程开关，继电器D3、B3得电吸合，PLC收到D3、B3数字信号为1，此时二进制数D3C3B3A3为1010，然后由PLC程序将二进制数1010变为十进制数10，即10#仓到位。其他仓原理相同。炉位和仓位构成仓位置编号,从而可以对每个仓进行准确定位。在自动状态下，当卸料小车在预定时间内（在程序中设置）没有到达目标仓或卸料小车遇到极行程开关时，PLC系统报“定位装置故障”，排查故障后才可以重新启动卸料小车。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。