一种转炉副枪故障自动诊断系统和方法与流程

本申请涉及转炉冶钢技术领域，尤其涉及一种转炉副枪故障自动诊断系统和方法。

背景技术：

转炉副枪指氧气顶吹转炉除供氧的氧枪之外，另外装备的一支类似于氧枪可以升降并直接插入熔池内的副枪，副枪的端部可插装各种功能不同的探头，用以测定冶炼过程中炉内温度、成分等信息，再通过计算机将获得的各种信息传送至转炉主控室。

副枪的升降、探头的装卸、数据的传送以及探头仓的装料皆可通过计算机管理做到机械化、自动化。为了提高转炉炼钢终点控制的命中率，最重要的是在吹炼过程中连续获得钢液温度、成分等信息，通过动态控制模型进一步调整，使之准确命中终点目标。

由于转炉副枪所处环境特殊，维修、维护过程困难。一旦副枪内部发生损坏，不及时修复，会带来严重安全和质量事故隐患。但是，目前转炉副枪系统仅能发现转炉副枪是否完成整体动作，而无法判断故障出现的具体位置，维护人员需要到现场平台进行现场排查，影响工作效率，造成人力的浪费。

技术实现要素：

本申请提供了一种转炉副枪故障自动诊断系统，以解决转炉副枪无法自动判断故障位置的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种转炉副枪故障自动诊断系统，包括：检测传感器、副枪位置编码器、plc控制器和远程控制设备，其中，所述plc控制器分别与所述检测传感器、所述副枪位置编码器电连接，

所述检测传感器检测转炉副枪设备运行的动作信号，并将所述动作信号上传至所述plc控制器；副枪位置编码器实时记录转炉副枪的位置信息，并将所述位置信息上传至所述plc控制器；

所述plc控制器接收所述动作信号和所述位置信息，将所述述动作信号和所述位置信息进行信息整合和故障判断，生成副枪的动作数据，并将所述动作数据传输至远程控制设备；所述plc控制器还与所述远程控制设备通信连接，所述远程控制设备远程接收所述动作画面，并将所述动作数据显示在人机画面上。

可选的，所述plc控制器包括：动作信号接收单元、位置信息接收单元、数据处理单元和数据发送单元；其中，

所述动作信号接收单元与所述检测传感器电连接，用于接收所述动作信号；

所述位置信息接收单元与所述副枪位置编码器电连接，用于接收所述位置信息；

所述数据处理单元分别与所述动作信号接收单元、所述位置信息接收单元、所述数据发送单元电连接，调用所述动作信号、所述位置信息，将所述述动作信号和所述位置信息进行信息整合和故障判断，生成副枪的动作数据画面，并将所述动作数据画面传送至所述数据发送单元；

所述数据发送单元用于接收所述动作数据，并将所述动作数据传输至所述远程控制设备。

可选的，所述副枪位置编码器包括：升降编码器和旋转编码器，所述升降编码器固设于升降电机的传动轴上，用于记录副枪的所述升降位置信息；所述旋转编码器固设于旋转电机的传动轴上，用于记录副枪的所述旋转位置信息。

可选的，所述检测传感器包括：探头检测接近开关、夹持器气缸磁性开关、翻转臂接近开关，且所述探头到位接近开关、所述夹持器气缸磁性开关、所述翻转臂接近开关均与所述plc控制器通信连接，

所述探头检测接近开关用于检测探头是否到达预设位置，检测探头到位动作信号；

所述夹持器气缸磁性开关用于检测夹持器的开关动作信号；

所述翻转臂接近开关用于检测翻转臂的抬起动作信号。

第二方面，本申请实施例公开了一种转炉副枪故障自动诊断方法，包括：检测转炉副枪设备运行时的动作信号，根据动作信号判断转炉副枪运行动作是否完成；

记录转炉副枪运行时实时位置信息；

将所述动作信号和所述位置信息进行整合和故障判断，生成动作数据；

处理所述动作数据，生成故障诊断画面。

可选的，所述动作信号包括：探头到位信号、夹持器打开信号、翻转臂抬起信号、夹持器关闭信号。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种转炉副枪故障自动诊断系统和方法，利用检测传感器检测转炉副枪设备运行的动作信号，同时，利用副枪位置编码器记录转炉副枪设备运行的动作信号发生时转炉副枪的位置信息。plc控制器接收所述动作信号和所述位置信息，将所述述动作信号和所述位置信息进行信息整合和故障判断，生成副枪的动作数据，并将所述动作数据传输至远程控制设备。远程控制设备远程接收所述动作数据并将其显示在人机画面上。本技术方案通过对转炉副枪控制动作信号自动跟踪锁定处理，将故障诊断原因第一时间显示在人机画面上。通过对副枪动作的各个环节进行实时检测监控，第一时间做出诊断并显示在远程控制设备上，操作人员可以直观的对故障位置进行排查处理，大大缩短了故障排查时间和维修时间，提高了工作效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种转炉副枪故障自动诊断系统示意图；

图2为本申请实施例提供的一种转炉副枪故障自动诊断方法流程图。

其中，1-检测传感器，2-副枪位置编码器，3-plc控制器，4-远程控制设备，31-动作信号接收单元，32-位置信息接收单元，33-数据处理单元，34-数据发送单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

结合图1所示，本申请实施例提供了一种转炉副枪故障自动诊断系统，包括：检测传感器1、副枪位置编码器2、plc控制器3和远程控制设备4，其中，所述plc控制器3分别与所述检测传感器1、所述副枪位置编码器2电连接。

所述检测传感器1检测转炉副枪设备运行的动作信号，并将所述动作信号上传至所述plc控制器。所述副枪位置编码器2实时记录转炉副枪的位置信息，并将所述位置信息上传至plc控制器。

进一步的，所述检测传感器1包括：探头检测接近开关11、夹持器气缸磁性开关12、翻转臂接近开关12，且所述探头到位接近开关11、所述夹持器气缸磁性开关13、所述翻转臂接近开关12均与所述plc控制器通信连接。所述探头检测接近开关用于检测探头是否到达预设位置，检测探头到位动作信号。所述夹持器气缸磁性开关用于检测夹持器的开关动作信号。所述翻转臂接近开关12用于检测翻转臂的抬起动作信号。

所述位置信息包括升降位置信息和旋转位置信息。所述副枪位置编码器2包括：升降编码器21和旋转编码器22，所述升降编码器21固设于升降电机的传动轴上，用于记录副枪的所述升降位置信息；所述旋转编码器22固设于旋转电机的传动轴上，用于记录副枪的所述旋转位置信息。

为了能够将所述动作信号与所述位置信息进行信息整合，所述动作信号与所述位置信息均包含时域信息。

plc控制器3接收所述动作信号和所述位置信息，将所述述动作信号和所述位置信息进行信息整合和故障判断，生成副枪的动作数据，并将所述动作数据传输至远程控制设备4。

进一步的，所述plc控制器3包括：动作信号接收单元31、位置信息接收单元32、数据处理单元33和数据发送单元34；其中，所述动作信号接收单元31与所述检测传感器1电连接，用于接收所述动作信号。所述位置信息接收单元32与所述副枪位置编码器2电连接，用于接收所述位置信息。所述数据处理单元33分别与所述动作信号接收单元31、所述位置信息接收单元32、所述数据发送单元34电连接，调用所述动作信号、所述位置信息，将所述述动作信号和所述位置信息进行信息整合和故障判断，生成副枪的动作数据画面，并将所述动作数据画面传送至所述数据发送单元34。所述数据发送单元34用于接收所述动作数据，并将所述动作数据传输至远程控制设备4。

所述plc控制器3还与所述远程控制设备4通信连接，所述远程控制设备4远程接收所述动作数据并将所述动作数据画面显示在人机画面上。

本实施例提供了一种转炉副枪故障自动诊断系统和方法，利用检测传感器检测转炉副枪设备运行的动作信号，同时，利用副枪位置编码器记录转炉副枪设备运行的动作信号发生时转炉副枪的位置信息。plc控制器接收所述动作信号和所述位置信息，将所述述动作信号和所述位置信息进行信息整合和故障判断，生成副枪的动作数据，并将所述动作数据传输至远程控制设备。远程控制设备远程接收所述动作数据并将其显示在人机画面上。本技术方案通过对转炉副枪控制动作信号自动跟踪锁定处理，将故障诊断原因第一时间显示在人机画面上。通过对副枪动作的各个环节进行实时检测监控，第一时间做出诊断并显示在远程控制设备上，操作人员可以直观的对故障位置进行排查处理，大大缩短了故障排查时间和维修时间，提高了工作效率。

如图2所示，本申请还提供了一种转炉副枪故障自动诊断方法，包括：

s101：检测转炉副枪设备运行时的动作信号，根据动作信号判断转炉副枪运行动作是否完成。

副枪在运行过程中，在相应的位置上设置有检测传感器，包括：探头检测接近开关、夹持器气缸磁性开关、翻转臂接近开关，且所述探头到位接近开关、所述夹持器气缸磁性开关、所述翻转臂接近开关均与plc控制器通信连接。探头检测接近开关用于检测探头是否到达预设位置，检测探头到位动作信号。所述夹持器气缸磁性开关用于检测夹持器的开关动作信号。所述翻转臂接近开关用于检测翻转臂的抬起动作信号。

s102：记录转炉副枪运行时实时位置信息。在升降电机的传送轴上设有升降编码器，同时在旋转电机的传送轴上设有旋转编码器。传动轴旋转引起编码器码值的增减变化，来判断副枪升降和旋转的位置变化，记录转炉副枪运行时实时位置信息。

s103：将所述动作信号和所述位置信息进行整合和故障判断，生成动作数据。因动作信号与位置信息均包含时域信息，plc控制器可根据动作信号判断转炉副枪是否发生故障，同时将转炉副枪的位置信息进行实时对应。所述动作信号包括：探头到位信号、夹持器打开信号、翻转臂抬起信号、夹持器关闭信号。

例如：转炉副枪自动运行系统运行至探头仓打开阶段时，探头检测接近开关将探头仓是否打开的信号发送至plc控制器，plc控制器根据转炉副枪自动运行系统的预设进行故障判断。如果，此时探头仓没有打开，plc控制器判定此处发生故障，生成相应的动作数据。其他动作信号也可通过相应的检测传感器进行检测。

s104：处理所述动作数据，生成故障诊断画面。plc控制器通过对所述动作数据进行处理，生成故障诊断画面，并将故障诊断画面显示在现场控制设备上。

副枪的主要工作过程有三个循环周期：连接循环周期、测量循环周期、复位循环周期。每个循环周期由一系列自动动作顺序完成，连接循环周期实现自动把选定种类的测量探头从探头仓取出，并连接到副枪探头连接件上，为开始一次测量做好准备；测量循环周期实现副枪运转到测量位，下降到转炉内进行测量取样；复位循环周期实现测量完成后的副枪从炉内提升，并运转到连接位，拔除使用完带钢样的探头，把各设备归于初始状态，为下一次开始连接循环周期做好准备。

整个副枪的控制动作运行，由以上非常复杂的很多环节构成；每一个环节出现问题都会对副枪的使用造成影响，本发明就是通过对副枪动作的各个环节进行实时检测监控，并第一时间做出诊断显示在上位控制系统上。维护人员可以直观的对故障位置进行排查处理，大大缩短了故障排查时间和维修时间，提高了工作效率。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。