[发明专利]基于热备份冗余检测技术的物料跟踪系统及方法

权利要求书

1.一种基于热备份冗余检测技术的物料跟踪系统，其特征在于包括辊底式热处理炉的传动检测系统和控制系统；

辊底式热处理炉的传动检测系统按物料运动方向分为进料、炉膛和出料3个子系统：进料子系统包括进料电机(1)和接近开关(2)，炉膛子系统包括4台炉内变频传动电机(10)、4台断链检测装置(20)、4台编码器(30)、4组“3+1”结构的激光对射仪组(100)，出料子系统包括出料电机(3)、升降电机(4)、横移卸料电机(5)、上升限位器(6)和下降限位器(7)；控制系统包括马达控制中心MCC柜(46)、分层架构的PLC下位机(40)和触摸屏上位机(50)控制系统；

4组“3+1”结构的激光对射仪组(100)沿96米長的辊底炉等距安装，第一、二、三和四“3+1”结构的激光对射仪组(110、120、130和140)分别位于辊底炉的24、48、72和96米处，4台炉内变频传动电机(10)的安装位置位于辊底炉的24、48、72和96米处；4台断链检测装置(20)与4台炉内变频传动电机(10)一一对应，安装在各自对应的炉内变频传动电机(10)的传动链旁，4台编码器(30)与4台炉内变频传动电机(10)一一对应，与各自对应的炉内变频传动电机(10)同轴安装；进料电机(1)、接近开关(2)依次安装在进料子系统，出料电机(3)位于出料子系统入口，升降电机(4)和横移卸料电机(5)则安装在出料子系统的出口；4台炉内变频传动电机(10)、4台编码器(30)与马达控制中心MCC柜(46)相连，4台断链检测装置(20)与PLC下位机(40)相连，PLC下位机(40)与马达控制中心MCC柜(46)相连；

所述的“3+1”结构的激光对射仪组包括3支工作激光对射仪、1支备用激光对射仪，“3+1”结构激光对射仪组采用双“3取2原则”的信号处理流程。

2.根据权利要求1所述的基于热备份冗余检测技术的物料跟踪系统，其特征在于所述的控制系统的PLC下位机(40)采用S7-300系列，由电源模块PS307(41)、CPU315-2PN/DP(42)、通信模块340-1CH02(43)、数字量输入模块321-1BL00(44)、数字量输出模块322-1BL00(45)组成，DI信号使用的位号是I0.0～I6.4、备用的位号是I6.5～6.7，DO信号使用的位号是Q0.0～Q3.4、备用的位号是Q3.5～Q3.7；控制系统的触摸屏上位机(50)型号为MP277，触摸屏上位机(50)和PLC下位机(40)经PROFI-BUS现场总线连接；马达控制中心MCC柜(46)配置4台M440型变频器，每台变频器均配编码器模块、DP通讯模块以及BOP面板，M440的DP通讯模块与通信模块340-1CH02(43)通过PROFI-BUS现场总线连接；

1LG01304AA70型进料电机(1)与数字量输入模块321-1BL00(44)、数字量输出模块322-1BL00(45)连接，点位分配：I0.0启动按钮、I0.1停止按钮、I0.2运行状态、I0.3故障状态，Q0.0启动停止输出；

1LG01304AA70型出料电机(3)与数字量输入模块321-1BL00(44)、数字量输出模块322-1BL00(45)连接，点位分配：I0.5启动按钮、I0.6停止按钮、I0.7运行状态、I1.0故障状态，Q0.1启动停止输出；

1LG01304AA70型升降电机(4)与数字量输入模块321-1BL00(44)、数字量输出模块322-1BL00(45)连接，点位分配：I1.1上升按钮、I1.2下降按钮、I1.3停止按钮、I1.4上升状态、I1.5下降状态、I1.6故障状态，Q0.2上升输出、Q0.3下降输出；

1LG01304AA70型横移卸料电机(5)与数字量输入模块321-1BL00(44)、数字量输出模块322-1BL00(45)连接，点位分配：I1.7启动按钮、I2.0停止按钮、I2.1运行状态、I2.2故障状态，Q0.4启动停止输出；

4台炉内变频传动电机(10)的电机型号为1LG01346AA70，一一对应配置4台M440型变频器、4台RHI90N-OHAK1R61N-01024型编码器(30)，4台炉内变频传动电机(10)与4台编码器(30)一一对应，编码器的输入信号端子A、AN、B、BN、PE与炉内变频传动电机相连，其输出信号则一一对应接入M440的编码器模块；每台炉内变频传动电机借助链传动驱动30根传动辊、120根传动辊沿96米長辊底式热处理炉等距分布，PLC下位机(40)通过马达控制中心MCC柜(46)控制4台炉内变频传动电机(10)；

4台炉内变频传动电机(10)的第一、二、三和四台与数字量输入模块321-1BL00(44)、数字量输出模块322-1BL00(45)连接，依次的点位分配是：I2.3启动按钮、I2.4停止按钮、I2.5复位按钮，Q0.5故障指示灯、Q0.6运行指示灯；I2.6启动按钮、I2.7停止按钮、I3.0复位按钮，Q0.7故障指示灯、Q1.0运行指示灯；I3.1启动按钮、I3.2停止按钮、I3.3复位按钮，Q1.1故障指示灯、Q1.2运行指示灯；I3.4启动按钮、I3.5停止按钮、I3.6复位按钮，Q1.3故障指示灯、Q1.4运行指示灯；TL-Q5MC1-Z型断链检测装置安装在传动齿轮侧，4台断链检测装置(20)的第一、二、三和四断链检测装置与数字量输入模块321-1BL00(44)连接，点位依次分配：I5.7、I6.0、I6.1和I6.2；接近开关(2)、上升限位器(6)、下降限位器(7)的DI信号接入数字量输入模块321-1BL00(44)，点位依次分配：I0.4、I6.3和I6.4，型号是：CJ8M-A1NK、CJ8M-A1NK和CJ8M-A1NK；

4组“3+1”结构的激光对射仪组(100)包括第一“3+1”结构的激光对射仪组(110)、第二“3+1”结构的激光对射仪组(120)、第三“3+1”结构的激光对射仪组(130)和第四“3+1”结构的激光对射仪组(140)，激光对射仪组均是4支IGE-94型激光对射仪的组合；每支激光对射仪输出1个DI状态信号、接收1个DO控制信号，DI和DO分别接入数字量输入模块321-1BL00(44)、数字量输出模块322-1BL00(45)；第一“3+1”结构的激光对射仪组(110)第1支激光对射仪的DI检测信号的点位是I3.7，受点位Q1.5的DO信号控制；第一“3+1”结构的激光对射仪组(110)第2支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.0，受点位Q1.6的DO信号控制，第一“3+1”结构的激光对射仪组(110)第3支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.1，受点位Q1.7的DO信号控制，第一“3+1”结构的激光对射仪组(110)第4支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.2，受点位Q2.0的DO信号控制，第二“3+1”结构的激光对射仪组(120)第1支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.3，受点位Q2.1的DO信号控制；第二“3+1”结构的激光对射仪组(120)第2支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.4，受点位Q2.2的DO信号控制，第二“3+1”结构的激光对射仪组(120)第3支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.5，受点位Q2.3的DO信号控制，第二“3+1”结构的激光对射仪组(120)第4支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.6，受点位Q2.4的DO信号控制；第三“3+1”结构的激光对射仪组(130)第1支激光对射仪的DI检测信号的点位是I4.7，受点位Q2.5的DO信号控制；第三“3+1”结构的激光对射仪组(130)第2支激光对射仪的DI检测信号的点位是I5.0，受点位Q2.6的DO信号控制，第三“3+1”结构的激光对射仪组(130)第3支激光对射仪的DI检测信号的点位是I5.1，受点位Q2.7的DO信号控制，第三“3+1”结构的激光对射仪组(130)第4支激光对射仪的DI检测信号的点位是I5.2，受点位Q3.0的DO信号控制；第四“3+1”结构的激光对射仪组(140)第1支激光对射仪的DI检测信号的点位是I5.3，受点位Q3.1的DO信号控制；第四“3+1”结构的激光对射仪组(140)第2支激光对射仪的DI检测信号的点位是I5.4，受点位Q3.2的DO信号控制，第四“3+1”结构的激光对射仪组(140)第3支激光对射仪的DI检测信号的点位是I5.5，受点位Q3.3的DO信号控制，第四“3+1”结构的激光对射仪组(140)第4支激光对射仪的DI检测信号的点位I5.6，受点位Q3.4的DO信号控制。