專利名稱：移動(dòng)式刮板輸送裝置及其電氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬物料收集和輸送領(lǐng)域，尤其涉及沉淀池內(nèi)粉狀或顆粒狀物料的收 集和輸送。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)在冶金、礦山、化工、焦化行業(yè)內(nèi)沉淀池物料的收集和輸送，均 采用固定式刮板輸送機(jī)械。固定式刮板輸送機(jī)械只能將沉淀池內(nèi)的物料收集到 固定點(diǎn)，且需要人員使用鏟車類的特殊機(jī)械不間斷地工序配合，功耗大，用材 多。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在問(wèn)題，本發(fā)明提供一種移動(dòng)式刮板輸送裝置及其電氣 控制裝置，其不僅能收集和輸送沉淀池內(nèi)的物料，還能將收集的物料平整，提 高存放池的裝載系數(shù)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的移動(dòng)式刮板輸送裝置的技術(shù)方案為在小 車前后側(cè)分別安裝一對(duì)從主動(dòng)輪和動(dòng)輪，所述主動(dòng)和從動(dòng)輪均座落在軌道上， 并可沿軌道滾動(dòng)，所述主動(dòng)輪的輪軸與萬(wàn)向聯(lián)軸器、減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)順序聯(lián) 接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在小車上；刮板機(jī)構(gòu)由雙四連桿機(jī)構(gòu)和其下部擺臂設(shè)置
的可調(diào)節(jié)刮板組成，每個(gè)四連桿的一根上短臂固定在小車的前側(cè)，兩根長(zhǎng)臂活 動(dòng)連接于所述的短臂上，所述長(zhǎng)臂下端活動(dòng)連接橫斷面呈形的下短臂， 刮板固定在下短臂的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)臂之間聯(lián)接橫梁，橫梁通過(guò)鋼 絲繩與固定在小車上的巻揚(yáng)機(jī)連接。
為了防止刮料過(guò)程車輪與軌道打滑，在主動(dòng)輪側(cè)面設(shè)置設(shè)置一個(gè)齒輪，軌
道相對(duì)應(yīng)一側(cè)設(shè)置齒條，齒輪與齒條相互嚙合。
為了便于動(dòng)力電纜和控制電纜的在運(yùn)行中的收放，在小車上設(shè)置電纜巻筒。 移動(dòng)式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，采用主站與從站的分布式現(xiàn)場(chǎng)總線
控制系統(tǒng)，主站PLC通過(guò)profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與行走變頻器、巻取變頻器及 行走絕對(duì)值編碼器和巻取絕對(duì)值編碼器四個(gè)從站和現(xiàn)場(chǎng)ET200M從站聯(lián)接； ET200M從站將現(xiàn)場(chǎng)操作指令、行走絕對(duì)值編碼器和巻取絕對(duì)值編碼器巻將所檢 測(cè)的小車、刮板的位置及運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)通過(guò)profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸給主站 PLC ;主站PLC通過(guò)profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線將控制信號(hào)傳輸給所述巻取、行走 變頻器來(lái)控制刮板、小車運(yùn)行。 本發(fā)明自動(dòng)控制的核心是
(1) 小車行走的精確定位控制；
(2) 刮板升降巻取的精確定位控制；
(3) 粉焦料位檢測(cè)控制。 本發(fā)明精確定位控制的設(shè)計(jì)思想是
(1) 位移檢測(cè)選用P+F帶PROFIBUS-DP的絕對(duì)型編碼器；
(2) 傳動(dòng)設(shè)備選用帶矢量控制的變頻器并配備了 CBP2通訊卡；
(3) 為避免現(xiàn)場(chǎng)高濕度、高粉塵對(duì)粉焦料位檢測(cè)的影響，特選用激光料位計(jì) 作為料位檢測(cè)；
(4) 為實(shí)現(xiàn)快速停車，給變頻器配備了制動(dòng)單元+制動(dòng)電阻采用能耗制動(dòng)的 方法；
(5) 為防止意外事故發(fā)生，在小車行走的行程極限位，增設(shè)了超極限限位開(kāi) 關(guān)，作為編碼器故障的雙重保險(xiǎn)；
(6) 為確保電機(jī)到位后絕對(duì)停車，特意配備了電動(dòng)抱閘，作為最后停車保障
之用；
(7) 為保證編碼器更換的方便，特設(shè)置行走、巻取初始位校正限位開(kāi)關(guān)，即 每更換 一次編碼器，只需手動(dòng)操作行走小車或巻取刮板運(yùn)行到限位位置，編碼 器便自動(dòng)回初始位；
(8) 控制系統(tǒng)選用西門(mén)子S7-300PLC，為節(jié)省控制電纜及實(shí)現(xiàn)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò) 控制，給變頻器配備了CBP2通訊卡，位移檢測(cè)選用帶PROFIBUS-DP的絕對(duì)型編 碼器；
(9) 考慮到系統(tǒng)以后擴(kuò)張，CPU選用帶DP 口的315-2DP。同時(shí)PLC系統(tǒng)特配 置了一塊以太網(wǎng)通訊模塊CP343-2，用以日后組成工業(yè)以太網(wǎng)之需；
(10) 系統(tǒng)編程軟件采用西門(mén)子STEP7 V5.3;
(11) 系統(tǒng)傳動(dòng)部分及PLC主站部分放置在控制柜中，現(xiàn)場(chǎng)ET200M從站放在 現(xiàn)場(chǎng)操作箱中，系統(tǒng)啟動(dòng)后可自動(dòng)循環(huán)往返實(shí)現(xiàn)工藝控制過(guò)程，對(duì)運(yùn)行、停止、 故障都有指示，并提供故障報(bào)警及事故緊急停車等功能。同時(shí)在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)， 可手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制行走電機(jī)、巻取電機(jī)的運(yùn)行。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、運(yùn)行成本低、優(yōu)化粉及粒狀物料 的收集清運(yùn)工藝、設(shè)備運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。既能在矩形沉淀池內(nèi)收集物料， 也能在特殊形狀池內(nèi)的狹窄地帶進(jìn)行掏料，又能將收集的物料在存放池內(nèi)進(jìn)行 平整，提高了存放池的裝載系數(shù)，還可實(shí)現(xiàn)智能化，完全做到無(wú)人操作。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明
圖l移動(dòng)式刮板輸送裝置工作過(guò)程示意圖
圖2移動(dòng)式刮板輸送裝置主視圖
圖3移動(dòng)式刮板輸送裝置左視圖
圖4 A部放大圖
圖5移動(dòng)式刮板輸送裝置電氣控制裝置示意圖
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，移動(dòng)式刮板輸送裝置106在全自動(dòng)起始位置107時(shí)，起動(dòng)自 動(dòng)控制程序，首先升降機(jī)構(gòu)109將刮板機(jī)構(gòu)108放入沉淀池內(nèi)第一個(gè)設(shè)定的深 度，此時(shí)刮板機(jī)構(gòu)108的下臂111呈水平狀態(tài)，下臂111內(nèi)側(cè)安裝刮板112，然 后移動(dòng)式刮板輸送裝置106自動(dòng)行走至池端，接著升降機(jī)構(gòu)109將刮板機(jī)構(gòu)108 的刮板112放入池底，此時(shí)刮板機(jī)構(gòu)108的下臂111呈垂直狀態(tài)，移動(dòng)式刮板 輸送裝置開(kāi)始后退帶動(dòng)刮板收集粉、粒狀物料。當(dāng)移動(dòng)式刮板輸送裝置沿運(yùn)行 軌道105行進(jìn)到沉淀池斜坡103時(shí)，刮板112上升位移按S = tgct XV走行。t線 性函數(shù)遞增，刮板112上升的速度使刮板與斜坡面的距離為恒定值，g卩V刮板 上升二tgaXV走行，a為斜坡的傾角，t為時(shí)間，S為刮板位移。當(dāng)刮板112至坡頂 110時(shí)，刮板機(jī)構(gòu)108停止運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)式刮板輸送裝置繼續(xù)后退平整粉焦。通過(guò) 激光料位計(jì)檢測(cè)存放池104內(nèi)粉焦的料位，當(dāng)刮板運(yùn)行到?jīng)]有物料處移動(dòng)式刮 板輸送裝置走行停止，刮板機(jī)構(gòu)108上升至起始位置高度，此后移動(dòng)式刮板輸 送裝置開(kāi)始加速返回起始位置，完成一次粉焦收集和平整工作，然后自動(dòng)進(jìn)行 下一循環(huán)的工作，全過(guò)程由PLC自動(dòng)控制。
實(shí)施例1
由圖2、圖3和圖4可知，移動(dòng)式刮板輸送裝置在小車1前后側(cè)分別安裝一 對(duì)從主動(dòng)輪2和動(dòng)輪3，所述主動(dòng)和從動(dòng)輪均座落在軌道4上，并可沿軌道4滾 動(dòng)，所述主動(dòng)輪2的輪軸18與萬(wàn)向聯(lián)軸器14、減速機(jī)15、驅(qū)動(dòng)電機(jī)19順序聯(lián) 接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在小車l上；刮板機(jī)構(gòu)20由雙四連桿機(jī)構(gòu)和其下部擺臂 設(shè)置的可調(diào)節(jié)刮板組成，每個(gè)四連桿的一根上短臂5固定在小車1的前側(cè)，兩
根長(zhǎng)臂6活動(dòng)連接于所述的短臂5上，所述長(zhǎng)臂6下端活動(dòng)連接橫斷面呈"h " 形的下短臂7，刮板固定在下短臂7的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)臂之間聯(lián)接橫 梁21，橫梁21通過(guò)鋼絲繩13與固定在小車1上的巻揚(yáng)機(jī)11連接。 實(shí)施例2
由圖4可見(jiàn)，為了防止刮料過(guò)程所述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪與軌道4間的摩擦力 小于刮料的驅(qū)動(dòng)力，在主動(dòng)輪2的兩個(gè)車輪的內(nèi)側(cè)或外側(cè)痛過(guò)螺栓固定了一個(gè) 齒輪17，并與安裝在地面的軌道4上的齒條16進(jìn)行嚙合，完成走行和刮料運(yùn)動(dòng)。 所述齒條16通過(guò)螺栓固定在軌道4的側(cè)面，也可以直接固定在地面。由圖4可 看出，主動(dòng)輪2和齒輪17套裝在輪軸18上，其兩端再套裝軸承總成15，輪軸 18與聯(lián)軸器14連接。除圖4所示的在主動(dòng)輪一側(cè)安裝齒輪外，也可在主動(dòng)輪和 從動(dòng)輪的一側(cè)或兩側(cè)安裝齒輪。
實(shí)施例3
由圖3可知，為了便于動(dòng)力電纜和控制電纜的在運(yùn)行中的收放，在小車1 上設(shè)置電纜巻筒10。 實(shí)施例4
由圖2可知，在小車1的前后端設(shè)置緩沖裝置7用于走行末端非正常狀態(tài) 的保護(hù)。
實(shí)施例5
在小車1的前后端設(shè)置設(shè)置激光料位計(jì)，以檢測(cè)存放池中物料狀況，當(dāng)激 光料位計(jì)檢測(cè)刮板運(yùn)行到?jīng)]有物料處時(shí)，將信號(hào)傳遞給PLC，驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止驅(qū) 動(dòng)，刮板升至設(shè)定的最高位，刮板小車加速返回起始位置，完成一次粉料收集 和平整工作，避免刮板每次都運(yùn)行到存放池末端才停下，可提高存放率和工作 效率。
實(shí)施例6
由圖5可知，刮板升降巻取、小車行走電機(jī)分別由巻取、行走變頻器來(lái)調(diào) 速，刮板、小車的位置分別由1#、 2能色對(duì)值編碼器檢測(cè)。兩臺(tái)變頻器和兩臺(tái)編 碼器以及現(xiàn)場(chǎng)ET200M從站與S7-300 PLC由PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線相連，S7-300 作為主站，變頻器和編碼器及ET200M為從站。在STEP7中為變頻器分配網(wǎng)絡(luò)地 址，該地址必須與變頻器參數(shù)設(shè)定的地址相同。同樣編碼器及ET200M的硬件地 址要同PLC硬件組態(tài)地址一致。網(wǎng)絡(luò)中所有的站必須設(shè)定為相同的數(shù)據(jù)傳輸率， 本系統(tǒng)中傳輸率設(shè)為1. 5MB。西門(mén)子6SE70系列變頻器的PROFIBUS-DP通信卡為 CBP2，插在變頻器中，由基本裝置提供電源。工作時(shí)，主站傳送變頻器運(yùn)行指 令給從站，同時(shí)接受變頻器反饋回來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)。在PLC的組 織塊0B1中調(diào)用SFC14 "DPRD-DAT"、 SFC15 "DPWR—DAT"系統(tǒng)功能塊向變頻器的 CBP2通信卡讀取/發(fā)送數(shù)據(jù)。
以行走變頻器控制為例。控制字單元地址從Wftl6ttl00至Wftl6ftl0B，可進(jìn)行 12個(gè)字節(jié)的讀取/寫(xiě)入。通過(guò)"DPWR-DAT"系統(tǒng)功能塊把PLC應(yīng)用程序"小車行 進(jìn)數(shù)據(jù)"數(shù)據(jù)塊DB1中從DB1. DBXO. 0開(kāi)始的12個(gè)字節(jié)的內(nèi)容寫(xiě)入行走變頻器 的控制存貯單元，包括初始化控制字，當(dāng)前速度給定控制字、變頻器能控制字 等。另外，通過(guò)"DPRD-DAT"系統(tǒng)功能塊把行走變頻器的狀態(tài)字讀入"小車行 進(jìn)數(shù)據(jù)"數(shù)據(jù)塊DB1中從DB1. DBXO. 0開(kāi)始的12個(gè)字節(jié)的單元中，包括小車行 進(jìn)速度實(shí)際值等狀態(tài)字。
實(shí)施例7
為防止意外事故發(fā)生，在小車行走的行程極限位，增設(shè)了超極限限位開(kāi)關(guān)。 實(shí)施例8
作為編碼器故障的雙重保險(xiǎn)，小車行走、刮板巻取初始位校正限位開(kāi)關(guān)與
主站PLC連接。 實(shí)施例9
為保證編碼器更換的方便，特設(shè)置行走、巻取初始位校正限位開(kāi)關(guān)，即每 更換一次編碼器，只需手動(dòng)操作行走小車或巻取刮板運(yùn)行到限位位置，編碼器 便自動(dòng)回初始位。小車行走超極限保護(hù)限位開(kāi)關(guān)與主站PLC連接。
為減緩對(duì)電纜巻筒的沖擊，小車在前進(jìn)到存放池端部以及加速返回至起始 位置前1米處都先進(jìn)行減速，然后再停車。為降低成本提高工作效率，系統(tǒng)對(duì) 存放池粉料位進(jìn)行了檢測(cè)，當(dāng)小車行走過(guò)程中刮板刮不到粉料時(shí)，小車加速返 回至起始位置再進(jìn)行下一循環(huán)動(dòng)作。
控制系統(tǒng)設(shè)置手動(dòng)控制，其流程為手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)小車前進(jìn)、后退按鈕控制小 車前進(jìn)、后退；手動(dòng)動(dòng)點(diǎn)巻取上升、下降按鈕控制刮板上升、下降。小車抱閘 控制如下小車運(yùn)行信號(hào)到抱閘打開(kāi)；小車停車信號(hào)到且速度下降到額定轉(zhuǎn)速 的5%時(shí)抱閘合上。巻取抱閘控制如下巻取運(yùn)行信號(hào)到且轉(zhuǎn)距電流達(dá)到額定電 流的20%時(shí)抱閘打幵；巻取停車信號(hào)到且速度下降到額定轉(zhuǎn)速的5%時(shí)抱閘合上。
其它如電纜巻筒電機(jī)控制、油泵電機(jī)及風(fēng)扇控制為常規(guī)控制。
權(quán)利要求
1、移動(dòng)式刮板輸送裝置，其特征在于在小車(1)前后側(cè)分別安裝一對(duì)從主動(dòng)輪(2)和動(dòng)輪(3)，所述主動(dòng)和從動(dòng)輪均座落在軌道(4)上，并可沿軌道(4)滾動(dòng)，所述主動(dòng)輪(2)的輪軸(18)與萬(wàn)向聯(lián)軸器(14)、減速機(jī)(15)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(19)順序聯(lián)接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在小車(1)上；刮板機(jī)構(gòu)(20)由雙四連桿機(jī)構(gòu)和其下部擺臂設(shè)置的可調(diào)節(jié)刮板組成，每個(gè)四連桿的一根上短臂(5)固定在小車(1)的前側(cè)，兩根長(zhǎng)臂(6)活動(dòng)連接于所述的短臂(5)上，所述長(zhǎng)臂(6)下端活動(dòng)連接橫斷面呈“ㄣ”形的下短臂(7)，刮板固定在下短臂(7)的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)臂之間聯(lián)接橫梁(21)，橫梁(21)通過(guò)鋼絲繩(13)與固定在小車(1)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)(11)連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置，其特征在于在主動(dòng)輪(2) 側(cè)面設(shè)置一個(gè)齒輪(17)，軌道(4)相對(duì)應(yīng)一側(cè)設(shè)置齒條(16)，所述齒輪與所 述齒條相互嚙合。
3、 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置，其特征在于在小車(1) 上設(shè)置電纜巻筒(10)，所述電纜巻筒控制動(dòng)力電纜和控制電纜在運(yùn)行中的巻取 和放散。
4、 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置，其特征在于在小車(1) 前后側(cè)設(shè)置緩沖裝置(12)。
5、 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置，其特征在于在小車(1)前或后側(cè)設(shè)置激光料位計(jì)。
6、 一種權(quán)利要求1至5所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特 征在于:采用主站與從站的分布式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，主站PLC通過(guò)profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與行走變頻器、巻取變頻器及行走絕對(duì)值編碼器和巻取絕對(duì)值編碼器 四個(gè)從站和現(xiàn)場(chǎng)ET200M從站聯(lián)接；ET200M從站將現(xiàn)場(chǎng)操作指令、行走絕對(duì)值編碼器和巻取絕對(duì)值編碼器巻將所檢測(cè)的小車、刮板的位置及運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)通過(guò)prof ibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸給主站PLC ;主站PLC通過(guò)prof ibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線 將控制傳輸給所述巻取、行走變頻器來(lái)調(diào)節(jié)刮板、小車運(yùn)行。
7、 如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于: 設(shè)置在小車前或后側(cè)的激光料位計(jì)將所檢測(cè)的存放池內(nèi)的料位信息傳輸給主站 PLC。
8、 如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于: 所述變頻器為帶矢量控制的變頻器并配備了 CBP2通訊卡；所述絕對(duì)值編碼器為 P+F帶prof ibus-DP的絕對(duì)值編碼器。
9、 如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在于: 小車行走、刮板巻取初始位校正限位開(kāi)關(guān)與主站PLC連接。
10、 如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)式刮板輸送裝置的電氣控制裝置，其特征在 于小車行走超極限保護(hù)限位開(kāi)關(guān)與主站PLC連接。
全文摘要
移動(dòng)式刮板輸送裝置在小車前后側(cè)分別安裝一對(duì)從主動(dòng)輪和動(dòng)輪并座落在軌道上，所述主動(dòng)輪的輪軸與萬(wàn)向聯(lián)軸器、減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)順序聯(lián)接；刮板機(jī)構(gòu)由雙四連桿機(jī)構(gòu)和其下部擺臂設(shè)置的可調(diào)節(jié)刮板組成，每個(gè)四連桿的一根上短臂固定在小車的前側(cè)，兩根長(zhǎng)臂活動(dòng)連接于所述的短臂上，所述長(zhǎng)臂下端活動(dòng)連接橫斷面呈“ㄣ”形的下短臂，刮板固定在下短臂的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)臂之間聯(lián)接橫梁，橫梁通過(guò)鋼絲繩與固定在小車上的卷?yè)P(yáng)機(jī)連接。其電氣控制裝置采用主站與從站的分布式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，主站PLC通過(guò)profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與行走變頻器、卷取變頻器及行走絕對(duì)值編碼器和卷取絕對(duì)值編碼器四個(gè)從站和現(xiàn)場(chǎng)ET200M從站聯(lián)接。
文檔編號(hào)B01D21/24GK101376072SQ20081009745
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者佘世云, 周亞平, 汪德才 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司