基于物联网技术的高炉槽上料控制系统论文和设计-刘东

全文摘要

本实用新型提出了一种基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，包括料仓，料仓下方设有振动筛、称重斗和传送皮带，所述料仓包括分料仓和设备仓，设备仓设置在分料仓一侧，分料仓内设有导流口，导流口上活动设有出料挡板，设备仓内设有液压推杆，出料挡板与液压推杆相连接；所述振动筛上设有高清摄像头，传送皮带上设有振动传感器，液压推杆、高清摄像头和振动传感器均与现场控制器相连接。本实用新型对高炉槽输料工序中料仓进行改进，并结合现场控制系统，保证料仓出料量以及出料速度得到精确的控制，料仓整体结构设计紧凑，适合多种工作环境，并且方便组装拆卸，具有很好的市场推广前景。

主设计要求

1.一种基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，包括料仓（2），所述料仓（2）下方设有振动筛（3）、称重斗（4）和传送皮带（6），其特征在于，所述料仓（2）包括分料仓和设备仓，设备仓设置在分料仓一侧，分料仓内设有导流口（11），导流口（11）上活动设有出料挡板，设备仓内设有液压推杆，出料挡板与液压推杆相连接；所述振动筛（3）上设有高清摄像头（1），传送皮带（6）上设有振动传感器（7），液压推杆、高清摄像头（1）和振动传感器（7）均与现场控制器相连接，现场控制器分别与报警器（18）、液晶显示屏（19）和上位机相连接，上位机分别与移动端和现场广播相连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述料仓（2）下方设有振动筛（3），振动筛（3）下方设有称重斗（4），称重斗（4）内设有称重传感器（17），称重斗（4）下部设有出料阀（5），称重斗（4）下方设有传送皮带（6），传送皮带（6）与卷扬机相连接，料仓（2）、振动筛（3）、称重传感器（17）、出料阀（5）和卷扬机均与现场控制器相连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述分料仓包括一级分料仓（8）、二级分料仓（9）和三级分料仓（10），一级分料仓（8）、二级分料仓（9）和三级分料仓（10）依次连通，一级分料仓（8）、二级分料仓（9）和三级分料仓（10）内设有出料挡板。

4.根据权利要求1或3所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述出料挡板包括第一出料挡板、第二出料挡板和第三出料挡板，第一出料挡板滑动设置在一级分料仓（8）内，第二出料挡板滑动设置在二级分料仓（9）内，第三出料挡板滑动设置在三级分料仓（10）内，第一出料挡板、第二出料挡板和第三分料们分别与相应的液压推杆相连接。

5.根据权利要求4所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述液压推杆包括第一液压推杆（131）、第二液压推杆（132）和第三液压推杆（133），第一液压推杆（131）与第一出料挡板相连接，第二液压推杆（132）与第二出料挡板相连接，第三液压推杆（133）与第三出料挡板相连接，第一液压推杆（131）、第二液压推杆（132）和第三液压推杆（133）均与现场控制器相连接。

6.根据权利要求4所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述第一出料挡板、第二出料挡板和第三出料挡板上均设有压力传感器（12），压力传感器（12）与现场控制器相连接。

7.根据权利要求4所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述三级分料仓（10）两侧均设有连接架（16）和加固板（15），连接架（16）分别与三级分料仓（10）和加固板（15）相连接，加固板（15）与三级分料仓（10）相连接。

8.根据权利要求7所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述连接架（16）下部设有预留孔，预留孔与螺栓相配合。

9.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述现场控制器通过通讯模块与上位机相连接。

10.根据权利要求9所述的基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，其特征在于，所述通讯模块为zigbee通讯模块或RS485通讯接口。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及高炉槽上料技术领域，尤其涉及一种基于物联网技术的高炉槽上料控制系统。

背景技术

随着国内建筑工程飞速发展，特别是在铁路建设方便，基本上实现了全国铁路全覆盖，大大方便了出行人群，无论是铁路的建设，还是建筑群的建设，都离不开大量的钢结构，利用钢结构一方面方便拼接组装，另一方面稳定性高，有助于施工，但是大量钢材的使用，随着国内金属矿石资源量逐渐减少，国内炼钢工厂压力越来越大。

传统高炉槽对金属矿石进行提炼时，首先将料仓内的金属矿石排放到振动筛上进行筛选，筛选后的矿石进入到称重斗内进行称重，最后称重好的矿石排放到传送皮带上，由传送皮带将筛选好的矿石送入到高炉槽内，料仓内的金属矿石下放过程中矿石重量和速度难以得到精确的控制，料仓开仓后，仓门关闭难度大，一旦重量过大，对振动筛危害较大，严重时造成振动筛损坏，影响周围工作人员的生命安全。

实用新型内容

针对料仓内金属矿石重量和速度难以精确控制的技术问题，本实用新型提出一种基于物联网技术的高炉槽上料控制系统。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，包括料仓，所述料仓下方设有振动筛、称重斗和传送皮带，所述料仓包括分料仓和设备仓，设备仓设置在分料仓一侧，分料仓内设有导流口，导流口上活动设有出料挡板，设备仓内设有液压推杆，出料挡板与液压推杆相连接；所述振动筛上设有高清摄像头，传送皮带上设有振动传感器，液压推杆、高清摄像头和振动传感器均与现场控制器相连接，现场控制器分别与报警器、液晶显示屏和上位机相连接，上位机分别与移动端和现场广播相连接。

进一步地，所述料仓下方设有振动筛，振动筛下方设有称重斗，称重斗内设有称重传感器，称重斗下部设有出料阀，称重斗下方设有传送皮带，传送皮带与卷扬机相连接，料仓、振动筛、称重传感器、出料阀和卷扬机均与现场控制器相连接。

进一步地，所述分料仓包括一级分料仓、二级分料仓和三级分料仓，一级分料仓、二级分料仓和三级分料仓依次连通，一级分料仓、二级分料仓和三级分料仓内设有出料挡板。

进一步地，所述出料挡板包括第一出料挡板、第二出料挡板和第三出料挡板，第一出料挡板滑动设置在一级分料仓内，第二出料挡板滑动设置在二级分料仓内，第三出料挡板滑动设置在三级分料仓内，第一出料挡板、第二出料挡板和第三分料们分别与相应的液压推杆相连接。

进一步地，所述第一出料挡板、第二出料挡板和第三出料挡板上均设有压力传感器，压力传感器与现场控制器相连接。

进一步地，所述三级分料仓两侧均设有连接架和加固板，连接架分别与三级分料仓和加固板相连接，加固板与三级分料仓相连接。

进一步地，所述连接架下部设有预留孔，预留孔与螺栓相配合。

进一步地，所述现场控制器通过通讯模块上位机相连接。

进一步地，所述通讯模块为zigbee通讯模块或RS485通讯接口。

本实用新型的有益效果：本实用新型对高炉槽输料工序中料仓进行改进，通过在料仓内设置三级分料仓，在下料过程中采用逐级或多级组合下料的形式进行下料，大大提高了整体料仓下料速度和下料重量，方便管理人员根据投产计划进行投放金属矿石，避免金属矿石的浪费，同时增强了料仓下料过程中的安全性，并结合现场控制系统，对振动筛上矿石振动筛选情况进行采取视频信息，及其称重斗内矿石重量进行实时监测，并且对传送皮带上的振动强度进行监测，一旦出现振动过强，通过现场控制器控制卷扬机的传输速度，保证传送皮带上的金属矿石传送平稳，料仓整体结构设计紧凑，适合多种工作环境，并且方便组装拆卸，具有很好的市场推广前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型整体示意图。

图2为料仓结构示意图。

图3为本实用新型的原理框图。

图中附图标记表示为，1为高清摄像头，2为料仓，3为振动筛，4为称重斗，5为出料阀，6为传送皮带，7为振动传感器，8为一级分料仓，9为二级分料仓，10为三级分料仓，11为导流口，12为压力传感器，131为第一液压推杆，132为第二液压推杆，133为第三液压推杆，15为加固板，16为连接架，17为称重传感器，18为报警器，19为液晶显示屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，包括料仓2，所述料仓2下方设有振动筛3、称重斗4和传送皮带6，料仓2下方设有振动筛3，振动筛3下方设有称重斗4，称重斗4内设有称重传感器17，称重斗4下部设有出料阀5，称重斗4下方设有传送皮带6，传送皮带6与卷扬机相连接，料仓2、振动筛3、称重传感器17、出料阀5和卷扬机均与现场控制器相连接。

如图3所示，现场控制器采用EPC16QI100N单片机，现场控制器通过电流变送器与外接220V电源相连接，用于向现场控制器供电，现场控制器分别与报警器18、液晶显示屏19和上位机相连接，现场控制器通过通讯模块与上位机相连接，通讯模块为zigbee通讯模块或RS485通讯接口，现场控制器通过zigbee通讯模块或RS485通讯接口与上位机相连接，上位机分别与移动端和现场广播相连接，移动端为智能手机，一旦出现异常事故，上位机可通过现场广播对现场工作区域进行发出广播，提醒工作人群撤离危险区域，同时上位机向管理人员持有的移动端发送报警信息。

所述料仓2包括分料仓和设备仓，设备仓固定设置在分料仓一侧且设备仓与分料仓相连通，用于穿设液压推杆，分料仓内设有导流口11，导流口11上活动设有出料挡板，出料挡板大小能够完全覆盖导流口11，保证出料挡板在不开启状态下，出料挡板与导流口11之间无缝隙，设备仓内设有液压推杆，出料挡板与液压推杆相连接，液压推杆与液压泵相连接，液压泵通过继电器与现场控制器相连接，便于现场控制器控制液压推杆带动出料挡板在分料仓内滑动。

所述振动筛3上设有高清摄像头1，高清摄像头1用于采集振动筛3上金属矿石振动筛选情况，管理人员通过上位机进行远程观察筛选视频，一旦出现危险情况，便于管理人员紧急切断上料设备，减少设备损害，传送皮带6上设有振动传感器7，振动传感器7设置在传统辊轴承盖上，振动传感器7用于探测传输皮带上震动幅度，振动传感器7采用ZHJ-2振动传感器，液压推杆、高清摄像头1和振动传感器7均与现场控制器相连接。

如图2所示，所述分料仓包括一级分料仓8、二级分料仓9和三级分料仓10，一级分料仓8、二级分料仓9和三级分料仓10依次连通，各个分料仓内设置的导流口11处于同一竖直方向上，便于各级分料仓快速出料，一级分料仓8、二级分料仓9和三级分料仓10内设有出料挡板。

所述出料挡板包括第一出料挡板、第二出料挡板和第三出料挡板，第一出料挡板滑动设置在一级分料仓8内，第一出料挡板滑动在一级分料仓8内的导流口11上，用于控制一级分料仓8内出料，第二出料挡板滑动设置在二级分料仓9内，第二出料挡板滑动设置在二级分级仓9内的导流口11上，用于控制二级分料仓9内出料，第三出料挡板滑动设置在三级分料仓10内，第三出料挡板滑动设置在三级分料仓10内的导流口11上，第一出料挡板、第二出料挡板和第三分料们分别与相应的液压推杆相连接。

所述液压推杆包括第一液压推杆131、第二液压推杆132和第三液压推杆133，液压泵包括第一液压泵、第二液压泵和第三液压泵，第一液压推杆131与第一出料挡板相连接，第一液压泵与第一液压推杆131相连接，第二液压推杆132与第二出料挡板相连接，第二液压推杆132与第二液压泵相连接，第三液压推杆133与第三出料挡板相连接，第三液压推杆133与第三液压泵相连接，第一液压泵、第二液压泵和第三液压泵均与现场控制器相连接，便于现场控制器控制不同的液压泵进而控制各出料仓出料。

所述第一出料挡板、第二出料挡板和第三出料挡板上均设有压力传感器12，第一出料挡板、第二出料挡板、第三出料挡板均为工字型钢板，压力传感器设置在工字型钢板上形成一地秤，压力传感器12采用MIK-P300压力传感器，各出料挡板上的压力传感器用于测量各级分料仓内压力情况，进而判断各分料仓内原料重量，压力传感器12与现场控制器相连接，便于管理人员远程了解各分料仓内储料情况。

上位机实时接收现场探测设备探测的传送皮带的振动参数、称重斗的称重、以及各分料仓内的压力情况，管理人员根据日常投产计划，安排生产线生产速度，通过控制各分料仓出料情况，精确控制出料量，通过振动筛选后，通过称重斗进一步称重，随后控制出料阀启动，将原料排放至传送皮带上，整个放料过程中，精确多级控制，在生产较多时，上位机可控制现场控制器打开多个分料仓进行放料，满足日常生产需求，通过称重斗内称重重量满足日常生产需求时，上位机控制各个分料仓内液压推杆推动出料挡板关闭；一旦传送皮带上出现异常振动，现场控制器控制报警器发出报警，同时上位机接收到现场控制器发送的报警信息后，上位机控制现场广播发出广播报警，警戒周围人群，同时上位机向管理人员发送巡查指令，查找原因。

实施例2：如图2所示，基于物联网技术的高炉槽上料控制系统，所述三级分料仓10两侧均设有连接架16和加固板15，连接架16分别与三级分料仓10和加固板15相连接，加固板15与三级分料仓10相连接，利用加固板15、连接架16和三级分料仓10三者之间相互焊接，大大提高三者之间连接的稳定性，利用加固板15进一步提高连接架与三级分料仓10之间的连接范围，连接架16下部设有预留孔，预留孔与螺栓相配合，螺栓可以现有地面支撑架相连接，同时在螺栓连接后也可以对连接部位周围焊接，进而增强整体连接的稳定性。

其余结构与实施例1相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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