一种熔炼炉自动上料电气系统的制作方法

本实用新型涉及一种熔炼炉自动上料电气系统。

背景技术：

随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要，由于工作的需要，员工经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了员工的劳动强度，甚至于危机生命。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种降低劳动强度、控制方式灵活、可靠性高、操作简单的熔炼炉自动上料电气系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种熔炼炉自动上料电气系统，包括熔炼炉上料装置和plc控制系统，所述熔炼炉上料装置包括机架以及安装在机架上的料斗、装料小车、输送链条和两个传动链轮，输送链条安装在两个传动链轮上，其中一个传动链轮通过三相异步电机驱动，装料小车设置在输送链条上并与输送链条一起运动，所述料斗和熔炼炉分别设置在输送链条的左右两侧，在熔炼炉的上方设有除尘设备，熔炼炉的炉门朝向装料小车设置，所述装料小车的左部下方设有用于装料小车向右倾倒物料的小车倾倒装置，小车倾倒装置上设有小车倾倒液压阀，所述料斗位于输送链条的左侧下方且安装在升降装置上，升降装置上设有升降液压阀上，所述料斗的左部下方设有用于料斗向右倾倒的料斗倾倒装置，料斗倾倒装置上设有料斗倾倒液压阀；

在升降液压阀的右侧设有限位开关s1，在料斗倾倒液压阀的左侧自上而下设有倾倒料斗的上升限位开关s2和倾倒料斗的下降限位开关s3，在小车倾倒液压阀的左侧自上而下设有倾倒装料小车的上升限位开关s4和倾倒装料小车的下降限位开关s5，装料小车原位限位开关s6和装料小车到位限位开关s7分别布置在输送链条的左右两侧；

通过升降液压阀控制升降装置带动装满物料的料斗上升，当上升到限位开关s4时，料斗倾倒液压阀启动控制料斗倾倒装置，使得料斗向装料小车倾倒，并开始向装料小车内卸料，卸料完毕后，料斗复位并返回；装料小车通过输送链条带动向熔炼炉方向运行，当碰到装料小车到位限位开关s7时，打开车门，小车倾倒液压阀启动控制小车倾倒装置，使得装料小车向熔炼炉的炉门口内卸料，卸料完毕后，装料小车复位并返回，当装料小车碰到装料小车原位限位开关s6，装料小车停止运行，从而完成一次上料过程，循环上述过程，直至完成上料工序；

所述plc控制系统包括plc控制器和控制柜，所述plc控制器安装在控制柜内，控制柜上设有操作按钮，所述操作按钮与所述plc控制器连接，所述限位开关s1、上升限位开关s2、下降限位开关s3、上升限位开关s4、下降限位开关s5、装料小车原位限位开关s6和装料小车到位限位开关s7分别与plc控制器连接，所述plc控制器分别与升降液压阀、料斗倾倒液压阀、小车倾倒液压阀、三相异步电机连接；

所述操作按钮包括启动按钮、停止按钮、料斗上升按钮、料斗下降按钮、料斗倾倒按钮、料斗返回按钮、装料小车向右运行按钮、装料小车向左运行按钮、装料小车倾斜按钮、装料小车返回按钮。

进一步，所述plc控制器的型号为三菱fx2n-32mr，后限位行程开关和前限位行程开关的型号为lx32。

再进一步，所述电气系统包括四种控制模式，分别为手动控制方式、单周期运行控制方式、双周期运行控制方式和自动运行控制方式。

本实用新型的有益效果主要表现在：替代传统的人工上料的操作方式,来减轻员工的劳动强度,减少在操作过程中高温、腐蚀及有毒气体等的危害；熔炼炉自动上料电气系统采用plc控制系统，体积小，重量轻，控制方式灵活，可靠性高，操作简单，维修容易；使用该设计不仅准确安全可靠，而且提高了劳动生产率，降低工人劳动强度，具有较好的经济效益和社会效益；可编程控制器plc以其丰富的i/o接口模块，高可靠性，可以在熔炼炉自动上料电气系统的设计中起到十分重要的作用。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图。

图2是三相异步电机的电路图。

图3是装料小车手动方式控制下的运动流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图3，一种熔炼炉自动上料电气系统，包括熔炼炉上料装置和plc控制系统，所述熔炼炉上料装置包括机架以及安装在机架上的料斗1、装料小车2、输送链条3和两个传动链轮4，输送链条3安装在两个传动链轮4上，其中一个传动链轮通过三相异步电机驱动，装料小车2设置在输送链条上并与输送链条3一起运动，所述料斗1和熔炼炉5分别设置在输送链条3的左右两侧，在熔炼炉5的上方设有除尘设备6，熔炼炉5的炉门朝向装料小车设置，所述装料小车2的左部下方设有用于装料小车2向右倾倒物料的小车倾倒装置，小车倾倒装置上设有小车倾倒液压阀，所述料斗位于输送链条3的左侧下方且安装在升降装置上，升降装置上设有升降液压阀上，所述料斗1的左部下方设有用于料斗1向右倾倒的料斗倾倒装置，料斗倾倒装置上设有料斗倾倒液压阀；

在升降液压阀的右侧设有限位开关s1，在料斗倾倒液压阀的左侧自上而下设有倾倒料斗的上升限位开关s2和倾倒料斗的下降限位开关s3，在小车倾倒液压阀的左侧自上而下设有倾倒装料小车的上升限位开关s4和倾倒装料小车的下降限位开关s5，装料小车原位限位开关s6和装料小车到位限位开关s7分别布置在输送链条的左右两侧；

通过升降液压阀控制升降装置带动装满物料的料斗上升，当上升到限位开关s4时，料斗倾倒液压阀启动控制料斗倾倒装置，使得料斗1向装料小车2倾倒，并开始向装料小车2内卸料，卸料完毕后，料斗1复位并返回；装料小车2通过输送链条3带动向熔炼炉方向运行，当碰到装料小车到位限位开关s7时，打开车门，小车倾倒液压阀启动控制小车倾倒装置，使得装料小车2向熔炼炉5的炉门口内卸料，卸料完毕后，装料小车2复位并返回，当装料小车2碰到装料小车原位限位开关s6，装料小车2停止运行，从而完成一次上料过程，循环上述过程，直至完成上料工序；

所述plc控制系统包括plc控制器和控制柜，所述plc控制器安装在控制柜内，控制柜上设有操作按钮，所述操作按钮与所述plc控制器连接，所述限位开关s1、上升限位开关s2、下降限位开关s3、上升限位开关s4、下降限位开关s5、装料小车原位限位开关s6和装料小车到位限位开关s7分别与plc控制器连接，所述plc控制器分别与升降液压阀、料斗倾倒液压阀、小车倾倒液压阀、三相异步电机连接；

所述操作按钮包括启动按钮、停止按钮、料斗上升按钮、料斗下降按钮、料斗倾倒按钮、料斗返回按钮、装料小车向右运行按钮、装料小车向左运行按钮、装料小车倾斜按钮、装料小车返回按钮。

进一步，所述plc控制器的型号为三菱fx2n-32mr，后限位行程开关和前限位行程开关的型号为lx32。

再进一步，所述电气系统包括四种控制模式，分别为手动控制方式、单周期运行控制方式、双周期运行控制方式和自动运行控制方式。

本实施例中，熔炼炉的右侧设有引棒出口，两个传动链轮、除尘设备、限位开关等都通过机架支撑安装。

如图1所示，51为引棒出口，料斗1在装料后有上升、下降和倾倒动作。限位开关s1用于料斗上升到一定位置。上升限位开关s2、下降限位开关s3起到倾倒料斗时的上升限位和下降限位。

料斗上升按钮sq1和料斗下降按钮sq2用于控制料斗上升和下降操作控制，料斗倾倒按钮sq3用于控制料斗倾倒，料斗返回按钮sq4可使料斗返回。

装料小车原位限位开关s6和装料小车到位限位开关s7用于检测装料小车向前和向后运行。上升限位开关s4、下降限位开关s5是装料小车倾倒上升限位和下降限位。

装料小车向前向右运行按钮sq5、装料小车向后向左运行按钮sq6用于控制装料小车向前向右和向后向左运行。

装料小车倾斜按钮sq7用于控制装料小车倾倒，装料小车返回按钮sq8可使装料小车返回。

本实用新型包括四种控制方式分别为：

(1)手动控制方式：

可通过相应的控制按钮控制料斗的上升、下降，料斗的倾倒，以及装料小车的向右和向左运行，装料小车倾倒工作。

(2)单周期运行控制方式：

采用三菱fx2系列等可编程控制器，其输入输出端子分配如下：x000：启动按钮sb1；x001：料斗上升按钮；x002：料斗下降按钮；x003:手动方式；x004：自动方式；x005：料斗倾倒按钮；x006：料斗返回按钮；x007：装料小车向右运行按钮；x010：装料小车向左运行按钮；x011：装料小车倾倒按钮；x012：装料小车返回按钮；x013：停止按钮sb2；

(3)双周期运行控制方式；

(4)自动运行控制方式；

装料小车控制：按一下装料小车向左运行按钮sb6，装料小车就向左运行，按一下装料小车向右运行按钮sb5，装料小车就向右运行。当装料小车运行碰到装料小车到位限位开关s7时，装料小车就停止运动，按一下装料小车倾倒按钮sq7，装料小车开始卸料15s，按一下装料小车返回按钮sq8，装料小车就返回原点。

如果选择单周期运行控制方式，只需要按一下启动按钮sb1即可，同理，如果选择双周期运行控制方式和自动运行控制方式，也只需按一下启动按钮sb1即可。当然，如果遇到紧急情况需要马上停止运行，只需要按一下停止按钮sb2即可。

这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相异步电动机一个。电机有正转和反转两个状态，分别对应正转接触器km1和反转接触器km2，如图2所示。

如图3所示，装料小车手动方式控制下的运动流程图如下：

装料小车由一台三相异步电机控制，当电机正转时，装料小车向前运行，电机反转，装料小车向后运行。在生产线上装料点、卸料点分别装有装料小车原位限位开关s6和装料小车到位限位开关s7，以判别装料小车是否到达该位置。另外对装料小车还需要一个总停按钮，一个启动按钮。如果是手动方式控制运行，则装料小车采用点动控制，按下装料小车向右运行按钮sb5，装料小车向右运行，装料小车向右运行到碰到装料小车到位限位开关s7时应停下来，启动小车倾倒液压阀，当碰到上升限位开关s4开始卸料15秒后。按下装料小车向左运行按钮时，装料小车在碰到装料小车原位限位开关s6时应停下来，此时装料小车的车门在打开时不能运行。装料小车必须碰到装料小车到位限位开关s7时才能打开车门，以避免将料卸在地上。如果采用自动运行控制方式，按一下启动按钮sb1，料斗上升将自动重复单周期运行过程，断开运行开关时，装料小车将在完成一个循环之后，结束运行。

plc控制器的选择采用fx2n系列:是三菱电机推出的功能强大的普及型plc。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制。

根据熔炼炉自动上料电气系统输入输出设备的分配，在i/o方面只需要16个输入点和4个输出点，同时考虑适当的余量，选用fx2n-32mr的plc即可满足控制要求。

装料小车原位限位开关s6和装料小车到位限位开关s7均为行程开关，行程开关根据控制要求选择如下型号：lx32额定电压：380v；额定电流：5a；工作频率：50hz。

plc控制器的i/o分配表如下所示：

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