吊车、辊道联锁控制系统改进

【摘要】为减少板坯库吊车锁定信号误动作，辊道电机运转，造成板坯撞损吊车夹具或拖拽吊车小车掉道事故，决定增设吊车联锁检测点，对现有吊车联锁进行完善改造。

【关键词】上料点 卸料点 上料辊道 卸料辊道 检测器 PLC SYC

一、板坯库生产工艺流程

三热轧板坯库辊道是一条连接三连铸、板坯库及加热炉炉前和炉后的板坯传输辊道，此辊道可根据生产计划需要，协调、调度三连铸来料的板坯收料与板坯库内坯料的上料需求。

辊道布局如下图图1所示

图1 板坯库辊道布局图

其一，板坯操作台操作工人通过计算机SYC系统（行车定位与板坯管理系统）指定每块三连铸来料板坯的卸料位置（H线辊道），辊道自动将来料板坯送到指定的卸料点并且在计算机二级系统建立板坯模型，现场辊道检测器CMD每检测到一块板坯通过，就会在计算机二级系统上相应的辊道位置建立板坯模型，并消除上一辊道的板坯模型。同时，在吊车的SYC系统设备上也给出指定的卸料点，当吊车运行至SYC系统设定的卸料点区域内，SYC的行车定位系统检测到行车进入吊装区域，自动发送一个锁定信号通过无线传输到服务器再转发给辊道PLC，使卸料点辊道停止转动，然后吊车再将来料板坯收取入库，吊车吊取板坯完成后，离开吊装区域，再自动发送一个解锁信号给辊道PLC，恢复卸料点辊道，同时计算机二级系统上该卸料点的板坯模型消除。

其二，根据生产计划需要，板坯操作台操作工人通过计算机将板坯上料指令发送至吊车SYC系统设备上，吊车司机按指令将板坯从板坯库内吊运至A线辊道上料点处，首先，吊车进入SYC系统设定的上料辊道区域内，SYC系统发送一个锁定信号给辊道PLC，使上料点辊道停止转动，同时在计算机二级系统上相应的辊道上料位置建立板坯模型，然后吊车将板坯放在上料辊道上，吊车完成上料动作后离开上料区域，SYC系统发送一个解锁信号给辊道PLC，恢复上料点辊道，同时在HMI画面上生成板坯模型，最后板坯由辊道传送至A9辊道处称重，称重完成后由板坯操作台操作工核对每块待加热板坯需去向的加热炉，辊道自动将其送到指定的位置等候装入加热炉。

二、对板坯撞损夹具或拖拽小车事故的原因分析

在吊车在辊道上料点或卸料点吊运板坯过程中，辊道转动将板坯位置挪移，造成板坯损坏吊车夹具，甚至将吊车小车拖拽掉道的事情时有发生。经检查分析为吊车对辊道的锁定信号有误动作引起：

（1）当需卸料板坯经由工位检测确认进入指定的卸料工位后，停止等待。当吊车进入SYC系统（行车定位与板坯管理系统）设定的卸料区域时，SYC系统自动从吊车上发射辊道锁定信号或天车操作工手动发射对辊道的锁定信号。锁定信号通过无线信号传输到三级服务器，然后通过网络传输到辊道PLC，禁止卸料点辊道转动，然后进行夹取板坯作业。在此过程中，由于无线通信的抗干扰性较差、同一区域多吊车作业对检测的影响以及无线网络通信堵塞等原因的影响使三级服务器未接到锁定信号或三级服务器在向辊道PLC传输中发生延迟或堆栈，使辊道PLC未接到辊道锁定信号，或锁定信号误动作，提前放开对卸料点辊道的锁定，使计算机二级系统上该卸料辊道上的板坯模型提前消除，而卸料工位后方有待运输板坯时，则计算机二级系统允许辊道转动，引起板坯撞损正在进行夹取作业的吊车夹具或拖拽已经夹取板坯却尚未吊离辊道的吊车小车的情况发生。

（2）上料辊道同样因为在上料过程中PLC未接到锁定信号，计算机二级系统未能在HMI画面该上料辊道处建立板坯模型，使系统认为该辊道处没有板坯，允许辊道运转，造成吊车夹具未松开，发生板坯拖拽小车事故，对设备造成损坏，影响正常的生产作业。

三、改造方案

为了减少设备的损坏和对正常生产作业的影响，决定对吊车连锁信号进行改造，通过用设备检测确认板坯在吊装工位上进行锁定，用电缆传输信号，通过增加PLC输入模块，在原有的PLC软件系统上增加一套联锁点，与原系统配合作业，使吊车在吊运过程中对辊道达到良好的锁定。

根据对厂房和辊道的实地勘察，对于板坯库辊道附近的高温复杂环境，最后确定在吊车吊装工位辊道：A线的A3，A4，A6，A8辊道和H线的H2，H4，H6，H8辊道两侧增设Los-Rz-2zc1型冷金属检测器，将检测信号送入控制辊道电机的Pacsystems Rx7i增加的一组输入模块，从PLC软件上利用板坯的目的地信号共同对辊道电机进行锁定。这样可以做到最少投入、最少改动、最简施工和对正常生产工作的最小影响。

四、施工与调试

（一）施工

（1）检测器支架制作与安装：检测器支架的制作采用φ50与φ40管套装组成可伸缩、旋转式支架，在φ50管上用3颗M10螺栓锁紧φ40管，用以调整检测器高度与水平方向上的旋转角度。在管φ40一端焊接检测器固定底板，用于固定冷金属检测器。在φ50管一端焊接固定底板，用于将支架固定在水泥地面上。支架制作好后，将支架安装于选定的装卸料位置的辊道两侧，用膨胀螺栓将支架固定牢固。

（2）检测器旁端子箱安装：在检测器附近，选取适当的电机底座焊出支架，用以固定检测器端子箱，以便于检修、更换检测器。

（3）电气配管：从检测器端子箱配管进入电缆隧道，路径选取不妨碍现有生产设备生产活动与检修工作的隐蔽位置。注意防水、防油、防火。

（4）电缆敷设：由PLC柜经控制室地下室、电缆隧道、穿管，向每个检测器端子箱敷设两根两芯电缆，一根用于电源，一根用于信号电缆（带屏蔽层）。在电缆露天部分加穿金属软管保护。

（5）由于Los-Rz-z2c1检测器具有风冷，水冷功能，因此要对风管、水管主回路进行加设分支的施工作业。然后用氧气胶管连接检测器的进风口与出入水口。

（6）吊车夹具加设探测挡板。

（7）PLC加入一组输入模块，将检测器信号电缆按位置编号接入输入点。将程序写入PLC。

（二）调试

检测器调试：将位于辊道两侧相对位置的检测器与反射镜高度、方向调整在一条直线上，以确保发射信号经反射镜反射能够被发射端接收。

图2 A线辊道检测器安装调整示意图

高度调节：因上料与卸料的状态不同，上料时要确定的是上料后，吊车离开，辊道方可解除锁定并在计算机二级系统上建立板坯模型，而上料辊道因工艺需求只有一个板坯目的地A9辊道，无法利用板坯目的地进行联锁控制，故而在上料检测点A3，A4，A6，A8的检测器与反射镜调整高度为高于辊道上板坯照射在吊车夹具挡板的水平高度，如图2 A线辊道检测器安装调整示意图所示。而卸料时，要确定的是，板坯已被吊车吊离辊道方可解除对辊道电机的锁定并在计算机二级系统上消除该辊道上的板坯模型，而卸料点不同，板坯目的地不同，可以利用不同的板坯目的地与对应卸料点的检测信号联锁控制辊道的停转，故而，在卸料检测点H2，H4，H6，H8的检测器与反射镜调整高度为辊道上板坯厚度中心的水平高度，调整范围不超过板坯厚度。

五、效果

工程施工结束后，通电试验：

（1）在上料辊道处，A3，A4，A6，A8中某处检测点有吊车上料作业，当检测器检测到吊车夹具挡板时，就会一直锁定该点处辊道，使辊道电机不能通电运转，直到吊车夹具挡板离开检测器。避免了板坯损坏吊车夹具和拖拽小车。

（2）在卸料辊道上H2，H4，H6，H8中某处检测点，检测到该工位有需在该处卸料的板坯存在，就会锁定该处辊道，使该组辊道电机不能得电运转，直到辊道上的板坯被吊车移离辊道检测点板坯模型消除。同样避免了辊道运转，拖动板坯损坏吊车夹具或拖拽小车事故发生。

该改造系统于2012年4月投入使用后，运转良好，极大程度减少了板坯撞坏吊车夹具与拖拽小车事故的发生，为正常生产工作和减少不必要的损失作出了良好的保证。