[发明专利]铁水罐扒渣控制系统、扒渣机及铁水罐自动扒渣控制方法

说明书

本发明提供了一种铁水罐扒渣控制系统，包括安装于铁水罐车运行轨道一侧并与PLC控制器连接的激光测距传感器、安装于铁水罐上方除尘罩正面的图像采集摄像器、安装于铁水罐上方除尘罩背面并与PLC控制器连接的雷达测距仪、安装于控制铁水罐倾斜动作的油缸里并与PLC控制连接的位置传感器、安装于铁水罐车上并与PLC控制器连接的倾角传感器、安装于扒渣机上并与PLC控制器连接的拉绳编码器、角度传感器以及控制油缸的位置传感器、安装于渣盆运输车底部并与PLC控制器连接的称重传感器、安装于扒渣机平台的图像采集摄像器、安装于渣盆接渣位上方的图像采集摄像器、安装于渣盆底部的称重传感器、包含PLC控制器和工控机的机柜以及自动扒渣控制软件。

技术领域

本发明属于钢铁冶金工业领域，具体是涉及到一种铁水罐扒渣控制系统、扒渣机及铁水罐自动扒渣控制方法。

背景技术

在钢铁冶金工业领域中，炼钢是十分重要的一环，而扒渣工艺又是炼钢环节的重要组成部分。扒渣工艺的成熟与否不但关系着下游钢水的质量，也关系着钢铁企业的成本与效益。在炼钢工业的原始时期，扒渣工艺主要是通过人工抬动扒渣板动作的方式实现，不但效率低下，扒渣时间长，对钢水的浪费也比较严重，甚至存在着相当大的事故隐患。扒渣机出现之后，工人可以通过操作扒渣机来实现铁水罐的扒渣，大大减少了工人的劳动强度，提高了扒渣效率，也提高了钢水的出钢率和钢水质量。新一代的扒渣技术是全自动扒渣，可以完全脱离人的操作，通过程序设计控制扒渣机识别铁水罐渣面分布并进行相应的动作。

关于自动扒渣技术，目前比较成熟的方案有全自动扒渣机，熔炼炉电磁自动扒渣装置。其中，全自动扒渣机主要由控制箱、扒渣机械臂组成，控制箱顶端设有旋转台，旋转台侧壁设有升降电机，机械臂一端设移动伸缩链条，一端设扒渣板。该自动扒渣机通过控制箱控制旋转台和升降台的动作来实现自动扒渣，主要应用于熔铝炉领域。其扒渣工艺过程虽然实现了自动化，但是它是通过固定的程序来实现扒渣动作，不能根据实时情况实现扒渣动作的变化，实际上只是一个粗扒渣过程，扒渣过程的可视性和扒渣的效率，以及对钢水的保护性也都存在不足。熔炼炉电磁自动扒渣装置包括熔炼炉、扒渣控制装置、导流板、除渣通和机械手装置等部分，并且在熔炼炉的侧壁上设有除渣通道，导流板通过除渣通道连接到熔炼炉内部，通过机械手装置从熔炼炉上口实现扒渣。这种设计虽然避免了工人直接操作，但是扒渣工艺过程的可视性与可控性都不足，通过除渣通道来实现扒渣也无法掌控钢水的液面和铁渣的扒出率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铁水罐扒渣控制系统和自动扒渣控制方法，以解决现有技术中存在的扒渣过程的可视性、可靠性不足以及扒渣的效率低下的技术问题。

本发明的内容包括一种铁水罐扒渣控制系统，包括激光测距传感器、图像采集摄像器、雷达测距仪、位置传感器、倾角传感器、角度传感器、拉绳编码器、称重传感器、PLC控制器以及工控机，其中：

激光测距传感器，安装于铁水罐车运行轨道一侧，用于采集铁水罐车的实时位置信息并将采集的位置信息数据均通过电连接传输至PLC控制器；本发明中涉及的铁水罐车运动定位控制所使用的传感器，包括但不限于使用激光测距传感器，也可以使用如接近开关、光电开关、雷达测距、机器视觉等传感器进行检测定位。图像采集摄像器为四个，第一图像采集摄像器和第二图像采集摄像器安装于铁水罐上方除尘罩正面，用于通过采集的图像分析铁水罐口铁水溢出情况和/或用于分析铁水罐内铁渣分布情况第三图像采集摄像器安装于扒渣机平台，用于通过采集的图像分析扒渣板的腐蚀情况，第四图像采集摄像器安装于渣盆接渣位上方，用于通过采集的图像分析渣盆内渣的装载量；图像采集摄像头采集的数据均通过电连接传输至工控机；本发明中涉及的铁水罐倾翻控制的图像采集包括但不限于使用高清摄像器进行检测，也可以使用如红外热像仪、可见光摄像器以及三维激光扫描仪进行检测。

雷达测距仪，安装于铁水罐上方除尘罩背面，用于采集铁水罐内铁水液面高度并传输到PLC控制器。