一種取樣系統及方法
【專利摘要】本發明涉及冶金【技術領域】，公開了一種取樣系統及方法。其中，該系統包括：動力源、連桿、取料斗、擋板、頂桿、存儲裝置及PLC；擋板設置在取料斗的下部；動力源的輸出端與連桿連接；連桿還與取料斗連接；頂桿設置在取料斗的卸料工位處，使頂桿能夠將擋板頂開；存儲裝置設置在取料斗的卸料工位的下方；PLC與動力源信號連接。本發明通過PLC將動力觸發信號發送到動力源，再通過動力源對連桿進行驅動，使連桿帶動取料斗分別到達取料工位和卸料工位進行取料和卸料，實現自動卸料取樣，降低了工作人員的勞動強度。
【專利說明】一種取樣系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金【技術領域】，主要適用于取樣系統及方法。
【背景技術】
[0002]目前，對于鋼鐵冶金企業來說，在生產的過程中，需要大量的燃料煤，而在生產線上，通常需要設置自動配煤系統。
[0003]而在自動配煤的過程中，往往需要對煤的質量進行實時監控，即需要取煤樣進行檢驗。而傳統的取煤方式為人工取樣，即人工自發地采取煤樣，然后進行化驗。此種人工取樣方式的勞動強度大。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種取樣系統及方法，它能夠實現自動取樣，降低了工作人員的勞動強度。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種取樣系統，包括:動力源、連桿、取料斗、擋板、頂桿、存儲裝置及PLC ;所述擋板設置在所述取料斗的下部；所述動力源的輸出端與所述連桿連接；所述連桿還與所述取料斗連接；所述頂桿設置在所述取料斗的卸料工位處，使所述頂桿能夠將所述擋板頂開；所述存儲裝置設置在所述取料斗的卸料工位的下方；所述PLC與所述動力源信號連接，用于控制所述動力源產生動力。
[0006]進一步地,所述PLC包括:
[0007]配煤信號接收模塊，與配煤系統的信號輸出端連接，用于接收配煤信號；
[0008]動力信號發送模塊，與所述動力源信號連接，用于發送動力信號。
[0009]進一步地，還包括:滑料槽；所述滑料槽的上端設置在所述取料斗的卸料工位的下方，所述滑料槽的下端設置在所述存儲裝置的上方。
[0010]進一步地，還包括:位移傳感器；所述位移傳感器設置在所述存儲裝置上；
[0011]所述PLC包括:
[0012]位移信號接收單元，用于接收所述位移傳感器輸出的位移信號；
[0013]報警單元，用于在接收到所述位移信號之后，發出報警。
[0014]進一步地，還包括:主機、第一限位開關和第二限位開關；所述第一限位開關設置在所述取料斗的取料工位處；所述第二限位開關設置在所述取料斗的卸料工位處；所述主機分別與所述第一限位開關和所述第二限位開關信號連接。
[0015]進一步地，所述主機包括:
[0016]第一通信模塊，用于與所述第一限位開關和所述第二限位開關進行信號傳輸；
[0017]第一判斷模塊，用于判斷所述第一通信模塊在與所述第一限位開關開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第一預設時間后，是否繼續與所述第一限位開關進行信號傳輸或中斷信號傳輸；若否，說明取料正常；
[0018]第一報警模塊，用于若所述第一判斷模塊的判斷結果為是，發出報警；[0019]第二判斷模塊，用于判斷所述第一通信模塊在與所述第二限位開關開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第二預設時間后，是否繼續與所述第二限位開關進行信號傳輸或中斷信號傳輸；若否，說明卸料正常；
[0020]第二報警模塊，用于若所述第二判斷模塊的判斷結果為是，發出報警。
[0021]進一步地，所述主機還包括:
[0022]第二通信模塊，用于與配煤系統進行信號傳輸；
[0023]第三判斷模塊，用于判斷所述第二通信模塊在與所述配煤系統開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第三預設時間后，是否與所述第一限位開關開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸;
[0024]第三報警模塊，用于若所述第三判斷模塊的判斷結果為否，發出報警。
[0025]進一步地，所述主機還包括:
[0026]第三通信模塊，用于與所述位移傳感器和所述PLC進行信號傳輸；
[0027]第四判斷模塊，用于判斷所述第三通信模塊在與所述位移傳感器開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第四預設時間內，是否接收到所述PLC輸出的取樣完成信號；
[0028]第四報警模塊，用于若所述第四判斷模塊的判斷結果為否，發出報警。
[0029]本發明還提供了一種取樣方法，包括:
[0030]當PLC接收到從配煤系統發出的配煤啟動信號后，所述PLC將第一動力信號發送到動力源，使所述動力源將動力施加到連桿；
[0031]所述連桿帶動取料斗到達取料工位進行取料；
[0032]所述PLC在第一預設時間后，將第二動力信號發送到所述動力源，使所述動力源將動力施加到所述連桿；
[0033]所述連桿帶動所述取料斗到達卸料工位；
[0034]當所述取料斗到達卸料工位后，頂桿將所述取料斗的擋板頂開，實現卸料取樣。
[0035]進一步地,還包括:
[0036]當所述取料斗到達取料工位時，第一限位開關發送取料正常信號到主機；
[0037]所述主機判斷在所述第一預設時間后，是否繼續接收到所述取料正常信號；
[0038]若否，說明取料正常；
[0039]若是，說明取料異常，發出報警；
[0040]當所述取料斗到達卸料工位時，第二限位開關發送卸料正常信號到所述主機；
[0041]所述主機判斷在第二預設時間后，是否繼續接收到所述卸料正常信號；
[0042]若否，說明卸料正常；
[0043]若是，說明卸料異常，發出報警。
[0044]本發明的有益效果在于:
[0045]本發明提供的取樣系統及方法，通過PLC將動力觸發信號發送到動力源，再通過動力源對連桿進行驅動，使連桿帶動取料斗分別到達取料工位和卸料工位進行取料和卸料，實現自動卸料取樣，降低了工作人員的勞動強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]圖1為本發明實施例提供的取樣系統的結構示意圖。[0047]其中，1-煤倉，2-圓盤給料系統，3-配料皮帶，4-運料皮帶，5-動力源，6-連桿，7-取料斗，8-滑料槽，9-存儲裝置，10-取料斗連桿，11-第一限位開關，12-第二限位開關。
【具體實施方式】
[0048]為進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的取樣系統及方法的【具體實施方式】及工作原理進行詳細說明。
[0049]參見圖1，本發明實施例提供的取樣系統，包括:動力源5、連桿6、取料斗7、擋板(未在圖中示出)、頂桿(未在圖中示出)、滑料槽8、存儲裝置9、位移傳感器(未在圖中示出)及PLC(未在圖中示出)；擋板設置在取料斗7的下部；動力源5的輸出端與連桿6連接；連桿6還與取料斗7連接；頂桿設置在取料斗7的卸料工位處，使頂桿能夠將擋板頂開；存儲裝置9設置在取料斗7的卸料工位的下方；具體地，滑料槽8為上下兩端開口的筒體；將滑料槽8的上端設置在取料斗7的卸料工位的下方，滑料槽8的下端設置在存儲裝置9的上方。滑料槽8傾斜設置在存儲裝置9的上方，位移傳感器設置在存儲裝置9上；PLC與動力源5信號連接，用于控制動力源5產生動力。其中，動力源5可以包括:液壓動力源和氣壓動力源等。
[0050]對本發明實施例中的PLC的內部結構進行說明，在本實施例中，PLC包括:
[0051]配煤信號接收模塊，與配煤系統的信號輸出端連接，用于接收配煤信號，表示已開始配煤；
[0052]動力信號發送模塊，與動力源5信號連接，用于發送動力信號。
[0053]位移信號接收單元，用于接收位移傳感器輸出的位移信號；
[0054]報警單元，用于在接收到位移信號之后，發出報警，表示存儲裝置9中已有足夠量的煤樣，應將存儲裝置9取走。
[0055]對本發明實施例的結構進行進一步地說明，本發明實施例還包括:支撐架(未在圖中示出)；連桿6和頂桿均設置在支撐架上。
[0056]為了對本發明實施例進行故障監測，本發明實施例還包括:主機(未在圖中示出)、第一限位開關11、第二限位開關12和取料斗連桿10 ;取料斗連桿10設置在取料斗7上；第一限位開關11設置在取料斗7的取料工位處，使第一限位開關11能夠感應到取料斗連桿10 ;第二限位開關12設置在取料斗7的卸料工位處，使第二限位開關12能夠感應到取料斗連桿10 ;主機分別與位移傳感器、第一限位開關11、第二限位開關12和PLC信號連接。
[0057]為了對本發明實施例中的主機的內部結構進行說明，在本實施例中，主機包括:
[0058]第一通信模塊，用于與第一限位開關11和第二限位開關12進行信號傳輸；
[0059]第一判斷模塊，用于判斷第一通信模塊在與第一限位開關11開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第一預設時間后，是否繼續與第一限位開關11進行信號傳輸或中斷信號傳輸；若否，說明取料正常；其中，第一預設時間根據具體的取樣需求而定。
[0060]第一報警模塊，用于若第一判斷模塊的判斷結果為是，說明取料異常，發出報警；
[0061]第二判斷模塊，用于判斷第一通信模塊在與第二限位開關12開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第二預設時間后，是否繼續與第二限位開關12進行信號傳輸或中斷信號傳輸；若否，說明卸料正常；其中，第二預設時間根據具體的取樣需求而定。
[0062]第二報警模塊，用于若第二判斷模塊的判斷結果為是，說明卸料異常，發出報警。
[0063]第三通信模塊，用于與位移傳感器和PLC進行信號傳輸；
[0064]第四判斷模塊，用于判斷第三通信模塊在與位移傳感器開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第四預設時間內，是否接收到PLC輸出的取樣完成信號；若是，說明取樣系統工作正常；其中，第四預設時間根據具體的取樣需求而定。
[0065]第四報警模塊，用于若第四判斷模塊的判斷結果為否，說明取樣系統出現故障，發出報警。
[0066]本發明實施例還提供了一種配煤系統，包括:煤倉1、圓盤給料系統2、配料皮帶3、運料皮帶4及配煤處理器；圓盤給料系統2設置在煤倉I的出料口處，配料皮帶3設置在圓盤給料系統2的出料口處，運料皮帶4設置在配料皮帶3的下方。其中，運料皮帶4的長度長于配料皮帶3。圓盤給料系統2、配料皮帶3和運料皮帶4均與配煤處理器信號連接。取料斗7的取料工位在配料皮帶3的下料端的下方。
[0067]為了實現取樣系統和配煤系統之間的互鎖，提高本發明實施例的取樣效率，在本實施例中，取樣系統的PLC和主機均通過中間繼電器(未在圖中示出)與配煤系統的配煤處理器的信號輸出端連接。
[0068]在主機端，主機還包括:
[0069]第二通信模塊，用于通過中間繼電器與配煤系統的配煤處理器進行信號傳輸；
[0070]第三判斷模塊，用于判斷第二通信模塊在與配煤系統開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第三預設時間后，是否與第一限位開關11開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸；若是，說明取樣系統工作正常；其中，第三預設時間根據具體的取樣需求而定。
[0071]第三報警模塊，用于若第三判斷模塊的判斷結果為否，說明取樣系統出現故障，發出報警。
[0072]本發明實施例還提供了 一種取樣方法，包括:
[0073]當取樣系統的PLC接收到從配煤系統的配煤處理器發出的配煤啟動信號后，PLC將第一動力信號發送到動力源5，使動力源5將動力施加到連桿6 ；
[0074]連桿6帶動取料斗7運動到達取料工位進行取料；
[0075]PLC在第一預設時間后，將第二動力信號發送到動力源5，使動力源5將動力施加到連桿6 ;其中，第一預設時間根據具體的取樣需求而定。
[0076]需要說明的是，當取料斗7運動到達取料工位時，第一限位開關11感應到取料斗連桿10，閉合并發送取料正常信號到主機；主機判斷在第一預設時間后，是否繼續接收到取料正常信號；
[0077]若否，說明取料正常；
[0078]若是，說明取料異常，通過第一報警模塊發出報警；
[0079]連桿6帶動取料斗7運動到達卸料工位；
[0080]頂桿將取料斗7的擋板頂開，取料斗7中的煤樣通過滑料槽8掉落到存儲裝置9中，實現卸料取樣；
[0081]需要說明的是，當取料斗7到達卸料工位時，第二限位開關12感應到取料斗連桿10，閉合并發送卸料正常信號到主機；[0082]主機判斷在第二預設時間后，是否繼續接收到卸料正常信號；其中，第二預設時間根據具體的取樣需求而定。
[0083]若否，說明卸料正常；
[0084]若是，說明卸料異常，通過第二報警模塊發出報警；
[0085]需要說明的是，本發明實施例可以根據實際需求，將第一限位開關11和第二限位開關12的初始狀態設置為閉合狀態，并實時發送信號到主機。當第一限位開關11和第二限位開關12感應到取料斗連桿10時斷開，停止發送信號到主機。由主機監測在相應的預設時間后，是否重新接收到限位開關發出的信號來判斷取樣系統是否發生故障。當然，也可以將兩個限位開關的初始狀態分別設置為斷開和閉合，限位開關的初始狀態根據實際需求來設置。
[0086]由于滑料槽8是傾斜設置在存儲裝置9的上方的，因此當煤料從滑料槽8滑入存儲裝置9時，會對存儲裝置9施加側向沖擊力，使存儲裝置9發生位移。當位移傳感器感應到存儲裝置9的位移等于或者大于預設位移后，閉合并發送位移信號到PLC和主機。PLC接收到位移信號后，發送取樣完成信號到主機，并發送報警信號到報警單元，通過報警單元發出報警，說明此時已有足夠量的煤樣在存儲裝置9中，工作人員可以將存儲裝置9取走，并對其中的煤樣進行檢驗。同時，如果主機在接收到位移信號后的第四預設時間內，沒有接收到PLC發送的取樣完成信號，則通過第四報警模塊發出報警，說明取樣系統發生故障，需要進行維修。其中，預設位移和第四預設時間根據具體的取樣需求而定。所需的煤樣的量也根據具體的取樣需求而定。需要說明的是，本發明實施例可以實際需求，將位移傳感器的初始狀態設置為閉合狀態，并實時發送信號到主機和PLC。當位移傳感器感應到存儲裝置9的位移等于或者大于預設位移時斷開，停止發送信號到主機和PLC。當PLC停止接收位移傳感器輸出的信號時，通過報警單元發出報警，說明此時已有足夠量的煤樣在存儲裝置9中，工作人員可以將存儲裝置9取走。當主機停止接收位移傳感器輸出的信號時，通過監測PLC在第四預設時間的信號輸出情況來判斷取樣系統是否發生故障。這里還需要說明的是，本發明實施例還可以將位移傳感器更換成液位傳感器，當液位傳感器感應到存儲裝置9中的煤料到達預設高度時，發送取樣完成信號到主機和PLC，再由PLC進行報警，由主機進行系統監測。其中，預設高度由實際取樣需求決定。在這種系統中，滑料槽8可以傾斜設置在存儲裝置9的上方，也可以豎直設置在存儲裝置9的上方。
[0087]還需要說明的是，若取樣系統的主機接收到配煤系統的配煤處理器發出的配煤啟動信號，在第三預設時間后，沒有接收到第一限位開關11發出的取料正常信號，則說明取樣系統發生故障，主機通過第三報警模塊發出報警。其中，第三預設時間根據具體的取樣需求而定。
[0088]通過本發明實施例對煤樣進行取樣的過程包括:
[0089]煤倉I中的煤從煤倉I下端的出口落入圓盤給料系統2中。配煤處理器控制圓盤給料系統2工作，并將配煤啟動信號分別發送到主機和PLC。圓盤給料系統2中的煤在轉動的狀態下，配給到配料皮帶3上。配煤處理器控制配料皮帶3工作，將皮帶上的煤傳送到運料皮帶4上。當PLC接收到配煤啟動信號后，開始計時，并根據工藝要求，在10分鐘以后，將第一動力信號發送到動力源5，通過動力源5使連桿6正向運轉，帶動取料斗7向前運動，并到達配料皮帶3的下料端的下方進行取料。取料5秒后，PLC將第二動力信號發送到動力源5，通過動力源5使連桿6反向運轉，帶動取料斗7向后運動，剛好到達滑料槽8的上方，并利用頂桿打開取料斗7，取到的煤通過滑料槽8到達存儲裝置9，完成一次取樣。后續延時30分鐘，重復上述動作，至配煤結束，動作不再重復，結束取樣。需要說明的是，在PLC發送第一動力信號10秒后，若取料斗7還在卸料工位，則被認為發生故障，主機發出報警。相類似地，在PLC發送第二動力信號10秒后，若取料斗7還在取料工位，也被認為是故障，主機發出報警。
[0090]本發明實施例提供的取樣系統及方法，通過PLC將動力觸發信號發送到動力源5，再通過動力源5對連桿6進行驅動，使連桿6帶動取料斗7分別到達取料工位和卸料工位進行取料和卸料，實現自動卸料取樣，不僅降低了工作人員的勞動強度，而且盡量避免了工作人員靠近設備，保證了工作人員的人身安全；同時避免了取樣頻率受到人為因素的影響而導致取樣頻率不均的情況的發生，提高了取樣的精確度。本發明實施例還通過對第一限位開關11和第二限位開關12的使用，實現了對取樣系統的故障監測，保證了取樣作業的正常進行。此外，本發明實施例還通過對中間繼電器的使用，當配煤系統工作時，從配煤處理器輸出24V的電壓信號，該電壓信號通過中間繼電器的轉接，形成無緣節點信號，并接至取樣系統，實現了配煤系統和取樣系統之間的互鎖，避免了空采樣、空動作的情況的發生，節約了能耗。本發明實施例自動化程度高、取樣效率高、取樣精確程度高。
[0091]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種取樣系統，其特征在于，包括:動力源、連桿、取料斗、擋板、頂桿、存儲裝置及PLC ;所述擋板設置在所述取料斗的下部；所述動力源的輸出端與所述連桿連接；所述連桿還與所述取料斗連接；所述頂桿設置在所述取料斗的卸料工位處，使所述頂桿能夠將所述擋板頂開；所述存儲裝置設置在所述取料斗的卸料工位的下方；所述PLC與所述動力源信號連接，用于控制所述動力源產生動力。
2.如權利要求1所述的取樣系統，其特征在于，所述PLC包括: 配煤信號接收模塊，與配煤系統的信號輸出端連接，用于接收配煤信號； 動力信號發送模塊，與所述動力源信號連接，用于發送動力信號。
3.如權利要求1所述的取樣系統，其特征在于，還包括:滑料槽；所述滑料槽的上端設置在所述取料斗的卸料工位的下方，所述滑料槽的下端設置在所述存儲裝置的上方。
4.如權利要求1所述的取樣系統，其特征在于，還包括:位移傳感器；所述位移傳感器設置在所述存儲裝置上； 所述PLC包括: 位移信號接收單元，用于接收所述位移傳感器輸出的位移信號； 報警單元，用于在接收到所述位移信號之后，發出報警。
5.如權利要求4所述的取樣系統，其特征在于，還包括:主機、第一限位開關和第二限位開關；所述第一限位開關設置在所述取料斗的取料工位處；所述第二限位開關設置在所述取料斗的卸料工位處；所述主機分別與所述第一限位開關和所述第二限位開關信號連接。
6.如權利要求5所述的取樣系統，其特征在于，所述主機包括: 第一通信模塊，用于與所述第一限位開關和所述第二限位開關進行信號傳輸； 第一判斷模塊，用于判斷所述第一通信模塊在與所述第一限位開關開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第一預設時間后，是否繼續與所述第一限位開關進行信號傳輸或中斷信號傳輸；若否，說明取料正常； 第一報警模塊，用于若所述第一判斷模塊的判斷結果為是，發出報警； 第二判斷模塊，用于判斷所述第一通信模塊在與所述第二限位開關開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第二預設時間后，是否繼續與所述第二限位開關進行信號傳輸或中斷信號傳輸；若否，說明卸料正常； 第二報警模塊，用于若所述第二判斷模塊的判斷結果為是，發出報警。
7.如權利要求6所述的取樣系統，其特征在于，所述主機還包括: 第二通信模塊，用于與配煤系統進行信號傳輸； 第三判斷模塊，用于判斷所述第二通信模塊在與所述配煤系統開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第三預設時間后，是否與所述第一限位開關開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸; 第三報警模塊，用于若所述第三判斷模塊的判斷結果為否，發出報警。
8.如權利要求6所述的取樣系統，其特征在于，所述主機還包括: 第三通信模塊，用于與所述位移傳感器和所述PLC進行信號傳輸； 第四判斷模塊，用于判斷所述第三通信模塊在與所述位移傳感器開始進行信號傳輸或中斷信號傳輸的第四預設時間內，是否接收到所述PLC輸出的取樣完成信號；第四報警模塊，用于若所述第四判斷模塊的判斷結果為否，發出報警。
9.一種取樣方法,其特征在于,包括: 當PLC接收到從配煤系統發出的配煤啟動信號后，所述PLC將第一動力信號發送到動力源，使所述動力源將動力施加到連桿； 所述連桿帶動取料斗到達取料工位進行取料； 所述PLC在第一預設時間后，將第二動力信號發送到所述動力源，使所述動力源將動力施加到所述連桿； 所述連桿帶動所述取料斗到達卸料工位； 當所述取料斗到達卸料工位后，頂桿將所述取料斗的擋板頂開，實現卸料取樣。
10.如權利要求9所述的取樣方法，其特征在于，還包括: 當所述取料斗到達取料工位時，第一限位開關發送取料正常信號到主機； 所述主機判斷在所述第一預設時間后，是否繼續接收到所述取料正常信號； 若否，說明取料正常； 若是，說明取料異常，發出報警； 當所述取料斗到達卸料工位時，第二限位開關發送卸料正常信號到所述主機； 所述主機判斷在第二預設時間后，是否繼續接收到所述卸料正常信號； 若否，說明卸料正常； 若是，說明卸料異常，發出報警。
【文檔編號】G01N35/00GK104034909SQ201410218432
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】丁洪旗, 楊慶彬, 李鵬, 武瑞林, 鄭策, 汪東, 郭志偉, 韓秀林 申請人:唐山首鋼京唐西山焦化有限責任公司, 首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司
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