消耗压砖机遏制体系功效装备的研发

　　控制系统功能框图滑块打击能量、机身受力和耐火砖厚度均为模拟量，较容易受到干扰。为保证系统运行可靠，根据其特点采用专门装置对这些模拟量进行采集、分析。能量采集装置检测到信号后，直接输入IPC进行判断以控制滑块的打击能量，这种处理过程耗时少，可以减小误差。在压制耐火砖过程中机身受力为二次曲线，大受力即峰值力对压机安全影响大，因此制作峰值力仪表提取大受力信息，将处理结果输入到IPC，判断继续打击设备是否安全。耐火砖厚度检测仪表将砖的厚度信息输入IPC，以调整打击过程，控制耐火砖的终尺寸。将有关设备安全和产品质量的模拟量通过现场单片机处理，然后将结果输入IPC进行总体控制，这种控制结构不仅可以将系统危险分散，而且便于管理、监控，有利于提高整体性能。

　　本系统中预留了远程计算机通讯接口，以便于系统功能扩展。能量预选装置能量预选装置的作用就是在压制耐火砖之前预先选定滑块打击耐火砖的能量，使滑块能量达到指定值时开始压制耐火砖。压砖机滑块下行时，滑块动轮的能量和其下行速度的关系为：E=J2/2+MV2/2（1）式中E为动轮的总能量，J为动轮（包括螺杆）的转动惯量，为角速度，M为质量，V为向下运动的线速度。而=V/l（2）式中l为螺杆的螺距，将（2）代入（1）可推导出：E=（J/l2+M）V2/2（3）由（3）可知，滑块动轮的能量是下行速度的二次函数，故能量的控制可以转换为动轮速度的控制，通过检测动轮的速度即可计算出打击能量。

　　当检测的速度达到预先设定的值时，IPC发出能量到达信号驱动执行元件使摩擦盘与动轮脱开，滑块靠惯性匀速向下打击工件，从而实现了打击能量控制。速度信号提取装置及控制原理如所示。速度信号提取装置及控制原理由可知，通过安装在滑块与机身上的齿条与齿轮传动机构，将滑块动轮下行运动的线位移转换为角位移，使用旋转编码器把角位移信号转变成脉冲电压信号并经接口板送入IPC控制系统，计算单位时间内脉冲个数便可得到动轮的下行速度，由此推算出打击能量。当打击能量达到设定值时，IPC向驱动元件发出相应信号。将一组能量控制参数输入IPC控制软件，多次执行能量控制程序即可实现按指定的能量曲线压制耐火砖的功能要求。

　　功能仪表的研制IPC控制系统中有测量峰值力和耐火砖厚度的二块功能仪表，用于保证压砖机的承载安全和检验、控制耐火砖的终尺寸。峰值力测量仪表峰值力测量仪表的作用就是采集压砖机滑块每次打击时机身承受的大力，并向IPC发送承载力超标信号，其结构原理如所示。

　　峰值力仪表原理框图采用电阻应变片式传感器采集应变信号，并据此计算出受力情况。应变片贴在机身的表面，在压砖过程中由于打击力的作用机身发生弹性变形，应变片随之变形，致使应变片阻值发生变化，该变化量通过放大和调零放大电路后，送到峰值检测电路选出峰值结果，并将检测的峰值保持下来，再进行A/D转换。单片机通过接口将A/D转换结果读入，再减去零点漂移，即可计算得到压砖过程中的打击峰值力，并将此送往LED进行显示。

　　耐火砖厚度测量仪表耐火砖厚度测量仪表采用差动变压式位移传感器，把直线移动的位移变化转换成电压变化，信装备技术耐火材料NAIHUOCAILIAO2000处理部分与峰值力仪表原理基本相同。待每次打击完成后，单片机将砖厚度信号输入至IPC进行判断，若砖厚度达到要求值，则停止打击开始执行下一工序。

　　结语打击能量预选装置、峰值力和砖厚度测量仪表是实现压砖机柔性打击的关键，为此研制了专用功能部件。将能量预选装置、峰值力仪表、砖厚度仪表和控制模块软件集成，即可在压制耐火砖的过程中实现按照特定的能量曲线进行打击的功能。例如压制耐火砖可以通过软件方便地实现轻打、中打、重打等工艺要求。