CN111004636A - 焦炉直行自动测温机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焦炉炉顶测温技术领域，公开了一种焦炉直行自动测温机器人，包括安装在焦炉炉顶的装煤车，焦炉的燃烧室顶部的看火孔上均设有看火孔盖，装煤车上设有开盖机构，开盖机构包括设在装煤车上的气动控制柜和通过支架安装在气动控制柜侧面的竖直方向的气动伸缩臂，气动伸缩臂的底端设有取盖永磁铁，气动控制柜内还设有测温装置，测温装置包括对准取盖永磁铁下方的红外测温探头。本发明焦炉直行自动测温机器人，解决了人工测温时产生的测温误差大、劳动强度高以及测温人员在焦炉上行走时的安全问题，实现了焦炉直行测温的全自动无人干预的智能化，提高了焦炉测温自动化程度。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉炉顶测温领域，具体涉及一种焦炉直行自动测温机器人。
背景技术
焦炉测温岗位主要负责对炉体温度、煤气压力的监控测量和调节，同时完成焦炉出炉计划的编制，全面控制炼焦温度等各项相关工艺参数。
因此焦炉温度数据的重要性很高，但是人工测量的数据受员工责任心、操作水平、天气等多种因素影响，每4个小时采集的数据会存在一定差异，而数据的差异对炉温调节等工艺控制往往会造成一定的影响。
另外，人工测量劳动强度高，劳动效率低，测温误差高，测温人员在焦炉上行走时易发生安全问题，且在节能环保要求严格的大环境下，仅凭人工测量，难以提升对火道的管理，具体而言，包括如下几个缺点：
1、焦炉人工测温需至少2个人，一人是看火孔盖开盖操作人员，一人是看火孔温度测量人员，测量完毕后关闭看火孔盖，操作繁琐，浪费人力；
2、焦炉炉顶环境温度夏季高达70度，而需要测量的看火孔多达400多个，测一次温度最快需要15分钟，劳动强度高；
3、焦炉测温由人工完成，需依靠个人经验操作，准确度因人而异；
4、测温人员炉顶测温作业时，要及时关注装煤车的来往，会发生过装煤车撞伤测温人员的事故；
5、当测量中测温仪损坏时，会导致测量数据全部丢失；
6、人工测量时两人配合不好，由于开盖速度快于测温速度，会导致开盖数量过多，违反操作规程。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种焦炉直行自动测温机器人，解决了人工测温时产生的测温误差大、劳动强度高以及测温人员在焦炉上行走时的安全问题，实现了焦炉直行测温的全自动无人干预的智能化，提高了焦炉测温自动化程度。
为实现上述目的，本发明所设计的焦炉直行自动测温机器人，包括安装在焦炉炉顶的装煤车，其特征在于：所述焦炉的燃烧室顶部的看火孔上均设有看火孔盖，所述装煤车上设有开盖机构，所述开盖机构包括设在所述装煤车上的气动控制柜和通过支架安装在所述气动控制柜侧面的竖直方向的气动伸缩臂，所述气动伸缩臂的底端设有取盖永磁铁，所述气动控制柜内设有控制所述启动伸缩臂伸缩的升降驱动电磁阀，所述气动控制柜内还设有测温装置，所述测温装置包括对准所述取盖永磁铁下方的红外测温探头。
优选地，所述气动控制柜内设有测温装置电子仓降温气源，所述测温装置电子仓降温气源的出风口对准所述红外测温探头，对所述红外测温探头进行降温，所述气动控制柜内设有开闭所述测温装置电子仓降温气源出风口的测温装置冷却风电磁阀。
优选地，所述装煤车的前后两端均设有避障雷达，实现所述装煤车与人员之间的安全距离，防止设备运行时人员受到伤害。
优选地，所述气动控制柜内设有控制通讯装置，所述控制通讯装置与所述升降驱动电磁阀、测温装置冷却风电磁阀及测温装置连接，所述控制通讯装置通过通讯网络与集控中心服务器连接，通过所述控制通讯装置实现对机器人的控制，并实时将温度数据上传。
优选地，所述集控中心服务器设有数据分析系统，结合温度数据自动生成相关报表及推焦计划，指导焦炉车辆生产。
优选地，所述装煤车上设有与所述控制通信装置连接的人机交互界面装置，便于操作人员直观操作，观察测量数据是否遗漏。
优选地，所述装煤车上设有与所述控制通信装置连接的摄像头，用于记录当前炉号。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、解决了人工测温时产生的测温误差大、劳动强度高以及测温人员在焦炉上行走时的安全问题；
2、实现了焦炉直行测温的全自动无人干预的智能化，提高了焦炉测温自动化程度；
3、通过实时上传数据，避免发生测温仪器损坏导致测量数据丢失的问题；
4、开闭盖速度快，且开一个盖测量一个，减少了炉内的氮氧化物污染大气和因开盖时间较长导致的温度下降。
附图说明
图1为本发明焦炉直行自动测温机器人的结构示意图
图2为本发明焦炉直行自动测温机器人的使用流程图。
图中各部件标号如下：
装煤车1、看火孔盖2、气动控制柜3、支架4、气动伸缩臂5、取盖永磁铁6、控制通讯装置7、升降驱动电磁阀8、测温装置9、红外测温探头10、测温装置电子仓降温气源11、出风口12、测温装置冷却风电磁阀13、避障雷达14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明焦炉直行自动测温机器人，包括安装在焦炉炉顶的装煤车1，装煤车1的前后两端均设有避障雷达14，焦炉的燃烧室顶部的看火孔上均设有看火孔盖2，装煤车1上设有开盖机构，开盖机构包括设在装煤车1上的气动控制柜3和通过支架4安装在气动控制柜3侧面的竖直方向的气动伸缩臂5，气动伸缩臂5的底端设有取盖永磁铁6，气动控制柜3内设有控制启动伸缩臂5伸缩的升降驱动电磁阀8，气动控制柜3内还设有测温装置9，测温装置9包括对准取盖永磁铁6下方的红外测温探头10。
另外，气动控制柜3内设有测温装置电子仓降温气源11，测温装置电子仓降温气源11的出风口12对准红外测温探头10，气动控制柜3内设有开闭测温装置电子仓降温气源出风口12的测温装置冷却风电磁阀13，气动控制柜3内还设有控制通讯装置7，控制通讯装置7与升降驱动电磁阀8、测温装置冷却风电磁阀13及测温装置9连接，控制通讯装置7通过通讯网络与集控中心服务器连接，集控中心服务器设有数据分析系统。
在本实施例中，开盖机构的动作通过气动控制柜3内的元件来完成，当下达气动伸缩臂5下降命令时，升降驱动电磁阀8打开下降气路，当下达气动伸缩臂5上升命令时，升降驱动电磁阀8打开上升气路。其中，当气动伸缩臂5下降后，取盖永磁铁6通过磁力吸引看火孔盖2，并掀开看火孔盖2，此时，测温装置9的红外测温探头10则会对准看火孔盖2进行测温，并将测量的温度传送到控制通讯装置7中去，并进一步传送至集控中心服务器。当装煤车1行驶离开改看火孔盖2上方时，磁力会逐渐变小至消失，看火孔盖2在自重力下关闭，全部测温完毕后即可使气动伸缩臂5上升恢复初始状态。
本实施例中，控制通讯装置7采用PLC产品，与装煤车1的PLC网络协议通讯，两套控制系统独立安装，通过编程组态，将测温机器人PLC作为装煤车PLC的从站，装煤车PLC主站信息将全部映射到测温机器人PLC的内存中，当操作员选择自动测温模式后，装煤车PLC的程序将装煤车功能全部停用，启动测温模式程序，完成测温机器人PLC接管装煤车1所有的设备的指令下达，采集的数据通过通讯网络将数据传送至集控中心服务器中，通过焦化工艺模型自动生成相关报表，自动生成推焦计划，指导焦炉车辆生产。
如图2所示，本实施例的具体工作流程如下：
(1)将装煤车1的工作模式调整至测温模式，测温机器人的控制通讯装置7将会与装煤车1的控制装置进行通讯，中断装煤车1走行程序，激活测温程序，判断检查装煤车1是否具备行走条件；
(2)下达测温指令，测温机器人接管装煤车1额控制权限，启动装煤车1前后避障雷达14，进入行人保护工作模式，若测量区域有行人或障碍物，人机交互界面装置将提醒操作员；
(3)遇到行人及障碍物走行停车；
(4)机器人的控制通讯装置7将根据装煤车1当前位置进行规划测温路线，规划完毕后装煤车走行变频器按15HZ频率低速前进；
(5)当走行至快要接近炉区，气动控制柜3开盖机构下降DCF电磁阀得电，开盖机构气动伸缩臂5开始下降，气动控制柜3测温装置冷却风电磁阀13得电，开始冷却测温装置9，测温装置9保护盖打开；
(6)当装煤车1走行到看火孔上方时，安装在装煤车1上的取盖永磁铁6，在磁场的作用下掀开看火孔盖2，使看火孔暴露在测温装置9下；
(7)测温装置9将检测到高温，机器人检测到高温信号后进行拍照，并记录测量的当前温度和当前炉号，传送到控制通讯装置7中；
(8)通过控制通讯装置7将测量的温度数据显示到装煤车1的人机交互界面装置上；
(9)当装煤车1即将行驶离开看火孔盖2时，看火孔盖2受到的磁场力变弱，看火孔盖2依靠自重将看火孔盖2自动闭合；
(10)当行驶到最后一个测温号后，测量完成，机器人控制通讯装置7将下达返回指令；
(11)机器人控制通讯装置7将收起开盖机构气动伸缩臂5，关闭测温装置9的冷却风和保护罩，自动返回到初始位置；
(12)缓存在机器人控制通讯装置7中的测温的数据将通过装煤车1的通讯网络发送的集控中心服务器中。
本发明焦炉直行自动测温机器人，解决了人工测温时产生的测温误差大、劳动强度高以及测温人员在焦炉上行走时的安全问题；实现了焦炉直行测温的全自动无人干预的智能化，提高了焦炉测温自动化程度；通过实时上传数据，避免发生测温仪器损坏导致测量数据丢失的问题；且开闭盖速度快，开一个盖测量一个，减少了炉内的氮氧化物污染大气和因开盖时间较长导致的温度下降，而且在远端可以通过计算机画面可以清晰的看到测温机器人的每一个动作完成情况(例如：测温线路规划动作、开盖动作、测温动作)，当遇到紧急情况可远程下达紧急停车指令，最后，本发明利用装煤车1网络传送测量的温度数据，提高设备利用率，减少重复投资，利用控制系统可以相互通讯的技术原理，两套控制系统对一台被控设备的控制，提高了系统间的耦合性，最大程度实现外部设备的复用，更好的融合到现场生产系统中去。
Claims (7)
1.一种焦炉直行自动测温机器人，包括安装在焦炉炉顶的装煤车(1)，其特征在于：所述焦炉的燃烧室顶部的看火孔上均设有看火孔盖(2)，所述装煤车(1)上设有开盖机构，所述开盖机构包括设在所述装煤车(1)上的气动控制柜(3)和通过支架(4)安装在所述气动控制柜(3)侧面的竖直方向的气动伸缩臂(5)，所述气动伸缩臂(5)的底端设有取盖永磁铁(6)，所述气动控制柜(3)内设有控制所述启动伸缩臂(5)伸缩的升降驱动电磁阀(8)，所述气动控制柜(3)内还设有测温装置(9)，所述测温装置(9)包括对准所述取盖永磁铁(6)下方的红外测温探头(10)。
2.根据权利要求1所述焦炉直行自动测温机器人，其特征在于：所述气动控制柜(3)内设有测温装置电子仓降温气源(11)，所述测温装置电子仓降温气源(11)的出风口(12)对准所述红外测温探头(10)，所述气动控制柜(3)内设有开闭所述测温装置电子仓降温气源出风口(12)的测温装置冷却风电磁阀(13)。
3.根据权利要求1所述焦炉直行自动测温机器人，其特征在于：所述装煤车(1)的前后两端均设有避障雷达(14)。
4.根据权利要求1所述焦炉直行自动测温机器人，其特征在于：所述气动控制柜(3)内设有控制通讯装置(7)，所述控制通讯装置(7)与所述升降驱动电磁阀(8)、测温装置冷却风电磁阀(13)及测温装置(9)连接，所述控制通讯装置(7)通过通讯网络与集控中心服务器连接。
5.根据权利要求4所述焦炉直行自动测温机器人，其特征在于：所述集控中心服务器设有数据分析系统。
6.根据权利要求4所述焦炉直行自动测温机器人，其特征在于：所述装煤车(1)上设有与所述控制通信装置(15)连接的人机交互界面装置。
7.根据权利要求4所述焦炉直行自动测温机器人，其特征在于：所述装煤车(1)上设有与所述控制通信装置(15)连接的摄像头。
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