CN108144986B - 防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法和实现装置，主要解决现有技术存在现场难以解决的技术问题，尤其解决了冷轧酸轧机组卸卷时编码器计数不精确造成的钢卷与步进梁碰撞导致翻卷的事故，该方法可以有效的判断出钢卷小车横向移动和高度对中的位置是否正确，并能及时发现钢卷小车位置异常，有效避免钢卷运输过程中的翻卷事故，采用本发明技术可以有效的提升卸卷效果，同时有效控制卸卷的安全性。

Description

防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，属于冷轧卷取机卸卷的自动控制技术领域。

背景技术

目前在成品为钢卷的生产线上，钢卷运输基本都是通过钢卷小车来实现高度及水平方向的位子移动。上开卷机或下卷取机过程对小车的横向位置控制精度要求非常的高，稍有偏差就可能造成钢卷翻落的风险。钢卷移动过程中高度位置控制的精度要求同样很高，高度位置偏差后定位不准，也会发生钢卷撞击鞍座造成翻卷事故。以梅钢冷轧厂酸轧机组为例，出口卸卷小车横向移动为电机驱动，高度移动为液压缸驱动，位置控制都是通过PLG（编码器）检测完成。改进前原有的计算方法是依靠编码器计数来判断小车实际的水平和高度位置，一旦出现编码器计数误差，计算不准的情况，容易在卸卷过程中卸卷到一半的时候或步进梁固定鞍座位置处出现翻卷。从投产以来出现过多次因为横向或高度位置出错而导致的钢卷翻落，除去比较多的设备损坏费用，同时还会产生十个小时以上的停机，对生产造成巨大损失。究其原因有很多：编码器连接器断裂等机械机构故障、编码器本体损毁、程序内位置校零异常等等。因此在钢卷小车运行过程中如何判断编码器检测的位置是否正确，及时发现异常并终止小车的危险运行。避免翻卷事故的发生是非常迫切的，也是具有极大意义的。

现有技术中也有相关的技术公开，中国专利201310181573.4，《卷取机卸卷小车升降位置编码器模拟控制方法》公开了一种卷取机卸卷小车升降位置编码器模拟控制方法，在卸卷小车导轨上标注位置标志；卷取机卷完带钢后，如果卸卷小车升降位置编码器发生故障，操作人员观察卸卷小车在导轨上的位置标志，输入到计算机，计算机运行模拟程序，控制卸卷小车把钢卷从卷筒上卸下来。本专利解决由于检测设备故障导致卸卷不能正常进行的问题，减少了设备故障处理时间，并避免了热卷对卷取机周围机械、电气设备的灼伤。减低了维护成本，但是也显而易见的是，需要操作人员的注意力高度集中，其实现场也是很难实现的。还有， 中国专利还公开了《上卷卸卷小车用拉绳编码器保护装置》，其通过对上卷卸卷小车用的拉绳编码器的拉绳提供套管保护，避免酸性洗液的腐蚀以及一些意外的刮伤。从而很好的保护了贵重生产器件，该技术方案公开的技术所涉及的拉绳提供套管保护其应用环境与本技术的限位开关装置的保护目的相似，但要解决的主要问题以及具体的技术方案和本技术不同。综上所述，设计一种有效控制卸卷过程中的防翻卷控制方法和实现装置是十分必要的。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，主要解决现有技术存在现场难以解决的技术问题，尤其解决了冷轧酸轧机组卸卷时编码器计数不精确造成的钢卷与步进梁碰撞导致翻卷的事故，该方法可以有效的判断出钢卷小车横向移动和高度对中的位置是否正确，并能及时发现钢卷小车位置异常，有效避免钢卷运输过程中的翻卷事故，采用本发明技术可以有效的提升卸卷效果，同时有效控制卸卷的安全性。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的技术方案如下：一种防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

1）卸卷动作开始；

2）钢卷小车装载钢卷水平方向移动，脱离卷取机区域，水平编码器计数；

3）通过编码器计算判断钢卷离开卷取机区域；

4）第一限位装置检测钢卷小车横向实际位置，检验水平方向编码器位置判断正确与否；

5）钢卷小车在稳定状态下同时做横移和下降动作；

6）进入到固定鞍座附近区域；

7）第二限位装置检测到小车进入该区域，进入固定鞍座区域，钢卷小车必须满足高度要求；

8）高度编码器计数调整钢卷小车高度；

9）第三限位装置检测钢卷小车高度，确认钢卷小车高度编码器位置判断正确与否；

10）水平方向移动进入到固定鞍座区域；

11）钢卷小车下降，钢卷摆放在固定鞍座；

12）卸卷结束，小车返回起始位置。

作为本发明的一种改进，所述步骤4）中，第一限位装置包括第一限位开关和第一限位开关挡块，所述第一限位开关采用近距离接触，电磁感应式接近开关，第一限位开关为检测距离15毫米的感应式接近开关，第一限位开关挡块为一块用于感应的铁片，在钢卷小车运行至安全位置后正好与地面上的第一限位近距离感应，能确保钢卷小车横向移动位置的安全性。

作为本发明的一种改进，所述步骤7）中，第二限位装置包括第二限位开关和第二限位开关接触棒，第二限位开关采用机械接触式，所述第二限位开关为翻转开关，用于区分设备在轨道上运行区域，第二限位开关接触棒是一个钢质管子，用于钢卷小车运行至第二限位开关区域时翻转开关，开关翻向开卷机，说明钢卷小车在安全区域，开关翻向固定鞍座方向，说明钢卷小车进入危险区域，需要确认高度。

作为本发明的一种改进，所述步骤9）中，第三限位装置包括第三限位开关和第三限位开关挡块，第三限位开关采用近距离接触，电磁感应式接近开关，第三限位开关为检测距离15毫米的感应式接近开关，第三限位开关挡块为一块用于感应的铁片，在钢卷小车上的第二限位开关接触棒翻转第二限位开关向固定鞍座方向后，钢卷小车必须满足编码器显示的高度，并且需要使第三限位开关挡块感应到第三限位开关，确保钢卷小车以安全的高度把钢卷运输至固定鞍座上。

作为本发明的一种改进，所述第一限位装置、第二限位装置和第三限位装置的外面均设置有保护装置，所述保护装置包括保护罩、接头伸出台阶、接头、接头锁紧螺母、软管以及锁紧抱箍，所述保护罩内设置有软管、接头、锁紧螺母、以及锁紧抱箍，软管与接头连接，软管的外面设置有锁紧抱箍。防止乳化液以及水分等介质进入到限位开关的内部造成损坏，所述的密封装置采用接头软管一体的设计结构形式，目的保证其密封的可靠性。

作为本发明的一种改进，所述保护罩使用的接头所伸出台阶不少于4组，所述的台阶锥角在5~10°；从而保证软管与接头连接的可靠性。

作为本发明的一种改进，所述软管延伸至电缆半米以外的位置，并在相隔30公分的一段上增加一组卡箍，分段拦截微量进入的乳化液和水分以及灰尘。从而达到一个很好的拦截效果。进而进一步达到减少乳化液、水分等尘埃进入元器件内部致使其寿命缩短乃至损坏的效果。

相对于现有技术，该技术方案的优点如下：一是确保钢卷小车横向移动过程中位置的正确性，本控制装置在卷取机下方钢卷小车的运行轨道上出卷取机区域增加了接近开关传感器，在水平方向编码器计算下钢卷小车移动出卷取机区域，第一限位开关感应到信号，确认为进入安全区域。再允许进行下降动作，确保钢卷能顺利从卷取机上卸下来。避免在卷取机卸卷过程中，运行一半未运行出卷取机范围，钢卷小车开始下降动作，造成钢卷挂在卷取机上翻卷。二是确保钢卷小车运送钢卷至固定鞍座前方时，第二限位开关翻转开关翻向固定鞍座方向，表明钢卷进入固定鞍座前方区域，需要钢卷与固定鞍座的相对高度（要）满足要求，才允许钢卷小车继续运行，安全完成卸卷动作。单一的水平编码器计算横向位置，容易产生误差，就会发生钢卷小车已经进入固定鞍座附近区域，高度却未调整到要求的位置上来，从而导致钢卷或卸卷小车本体撞击固定鞍座。三是确保钢卷小车在进入固定鞍座区域前高度位置判断的正确，在钢卷小车高度调整过程中，第三限位开关感应到，说明钢卷小车不但高度编码器位置判断符合控制要求，实际机械位置也满足高度要求，允许钢卷小车继续横向移动至固定鞍座上方位置。该技术方案大大提高了安全卸卷的稳定性和可靠度，杜绝了翻卷的现象；可以在同类型系统上全部或大部分使用；年直接经济效益80万元以上。

附图说明

下面结合附图对本发明专利作进一步的说明；

图1为本发明的控制流程图；

图2为本发明一道保护位置图；

图3为本发明二道保护位置图；

图4为本发明异常碰撞示意图；

图5为本发明改进前限位结构示意图；

图6为本发明改进后增加限位保护装置结构示意图；

图7为本发明改进后增加限位保护装置头部局部放大示意图；

图8为本发明改进后限位保护装置装配图；

图9为本发明控制程序逻辑关系示意图；

其中图中所示：1-钢卷；2-卷筒；3-升降鞍座；4-第一限位开关；5-第一限位开关挡块；6-第二限位开关；7-第二限位开关接触棒；8-第三限位开关；9-第三限位开关挡块；10-卷取机；11-钢卷小车运行轨迹图；12-步进梁；13-固定鞍座； 14-改进前限位；15-增加保护装置的改进后限位；16-保护罩；17-接头伸出台阶；18-接头；19-接头锁紧螺母；20-软管；21-锁紧抱箍；22-编码器所在位置；

具体实施方式

为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步介绍本发明。

实施例1：参见图1-图3，一种防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1）卸卷动作开始；

2）钢卷小车装载钢卷水平方向移动，脱离卷取机区域，水平编码器计数；

3）通过编码器计算判断钢卷离开卷取机区域；

4）第一限位装置检测钢卷小车横向实际位置，检验水平方向编码器位置判断正确与否；

5）钢卷小车在稳定状态下同时做横移和下降动作；

6）进入到固定鞍座附近区域；

7）第二限位装置检测到小车进入该区域，进入固定鞍座区域，钢卷小车必须满足高度要求；

8）高度编码器计数调整钢卷小车高度；

9）第三限位装置检测钢卷小车高度，确认钢卷小车高度编码器位置判断正确与否；

10）水平方向移动进入到固定鞍座区域；

11）钢卷小车下降，钢卷摆放在固定鞍座；

12）卸卷结束，小车返回起始位置。

所述步骤4）中，第一限位装置包括第一限位开关4和第一限位开关挡块5，所述第一限位开关采用近距离接触，电磁感应式接近开关，第一限位开关为检测距离15毫米的感应式接近开关，第一限位开关挡块为一块用于感应的铁片，在钢卷小车运行至安全位置后正好与地面上的第一限位近距离感应，能确保钢卷小车横向移动位置的安全性。

所述步骤7）中，第二限位装置包括第二限位开关6和第二限位开关接触棒7，第二限位开关采用机械接触式，所述第二限位开关为翻转开关，用于区分设备在轨道上运行区域，第二限位开关接触棒是一个钢质管子，用于钢卷小车运行至第二限位开关区域时翻转开关，开关翻向开卷机，说明钢卷小车在安全区域，开关翻向固定鞍座方向，说明钢卷小车进入危险区域，需要确认高度。

所述步骤9）中，第三限位装置包括第三限位开关8和第三限位开关挡块9，第三限位开关采用近距离接触，电磁感应式接近开关，第三限位开关为检测距离15毫米的感应式接近开关，第三限位开关挡块为一块用于感应的铁片，在钢卷小车上的第二限位开关接触棒翻转第二限位开关向固定鞍座方向后，钢卷小车必须满足编码器显示的高度，并且需要使第三限位开关挡块感应到第三限位开关，确保钢卷小车以安全的高度把钢卷运输至固定鞍座上。

所述第一限位装置、第二限位装置和第三限位装置的外面均设置有保护装置，所述保护装置包括保护罩16、接头伸出台阶17、接头18、接头锁紧螺母19、软管20以及锁紧抱箍21，所述保护罩内设置有软管、接头、锁紧螺母、以及锁紧抱箍，软管与接头连接，软管的外面设置有锁紧抱箍。防止乳化液以及水分等介质进入到限位开关的内部造成损坏，所述的密封装置采用接头软管一体的设计结构形式，目的保证其密封的可靠性。

所述保护罩16使用的接头18所伸出台阶17不少于4组，所述的台阶锥角在5~10°；从而保证软管20与接头18连接的可靠性，所述软管延伸至电缆半米以外的位置，并在相隔30公分的一段上增加一组卡箍，分段拦截微量进入的乳化液和水分以及灰尘。从而达到一个很好的拦截效果。进而进一步达到减少乳化液、水分等尘埃进入元器件内部致使其寿命缩短乃至损坏的效果。

工作过程：参见图1-图8，其具体工作过程如下：

钢卷小车接到钢卷以后，往右侧水平移动，当接近开关4感应到挡块5时，确认为小车实际脱离卷取机范围，可以安全下降了。为节省些卸卷时间，卸卷过程是水平移动和下降动作同步进行的。

当接触棒7接触到翻转开关6，代表钢卷小车到达鞍座13附近位置，需要确认小车高度是否正确，除了编码器（PLG）数据上确认，增加接近开关8感应到挡块9，锁定安全区域，确保安全进入鞍座13区域，避免翻卷。

参见图6~8，限位开关在恶劣的环境下的使用寿命普遍较短；由于周围环境以及温差的影响，制约对限位开关本身密封要求过高；再夏季，卷取机周围温度达到60~70℃以上，且残留的乳化液具有很强的腐蚀性，PH值在4.0~4.5之间，原有限位开关的原结构密封形式在上机后使用很短的时间内就会很快损坏根本起不到密封作用，下线拆检发现限位开关内部充满了介质和尘埃。限位开关的损坏在改进后有两次造成长时间停机事故，严重影响机组产能。

考虑到既要防止介质进入的功能又兼顾到限位开关原件线缆本身的尺寸，由于本身电缆的尺寸为Φ7.2mm；此处选用Φ8mm的软管能够恰好的满足了电缆以上两点；为了防止长期使用下的介质微量渗漏至元件内部；在所套软管长度的每1/4处增加了一组指环型抱箍；使得原本配合就较为密封的空间更加一道防渗装置；考虑到软管的通用性和成本，此技术配合软管长度为0.5m；为了尽量减少改变原来的设计，并保证元件的完好性决定先将软管、保护罩配置好再上机。

限位开关元件的接头部分是依靠螺纹及密封管密封的，通过对损坏的限位开关的拆卸检查，乳化液恰恰是通过此处密封管的位置进入到元器件内部的；本技术采用密封接头一体的连接形式，使得乳化液无处进入。

参见图9，现场增设三组限位传感器，在控制程序内的逻辑关系。钢卷小车感应到第一限位开关4后，确认钢卷小车进入正常运行轨道，水平方向移动至第二限位开关6位置前，钢卷在无翻转开关信号6逻辑下，可自由升降及水平运行。限位开关接触棒7翻转第二限位开关6后，表明钢卷小车进入有翻转开关信号6区域，此逻辑下分两部分控制，第一部分为钢卷小车上无钢卷信号，小车需要满足在315mm高度以下，任意运行，可不考虑其他因素。第二部分为钢卷小车上有钢卷信号，小车就必须满足编码器计算的280mm~320mm高度要求，同时还要满足第三限位开关信号8，这样运行钢卷小车继续运行，确保安全卸卷。

本发明还可以将实施例2、3、4所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (7)

1.一种防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

1）卸卷动作开始；

2）钢卷小车装载钢卷水平方向移动，脱离卷取机区域，水平编码器计数；

3）通过水平编码器计数计算判断钢卷离开卷取机区域；

4）第一限位装置检测钢卷小车横向实际位置，检验水平编码器位置判断正确与否；

5）钢卷小车在稳定状态下同时做横移和下降动作；

6）进入到固定鞍座附近区域；

7）第二限位装置检测到钢卷小车进入该区域，进入固定鞍座附近区域，钢卷小车必须满足高度要求；

8）高度编码器计数调整钢卷小车高度；

9）第三限位装置检测钢卷小车高度，确认钢卷小车高度编码器位置判断正确与否；

10）水平方向移动进入到固定鞍座区域；

11）钢卷小车下降，钢卷摆放在固定鞍座；

12）卸卷结束，小车返回起始位置。

2.根据权利要求1所述的防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述步骤4）中，第一限位装置包括第一限位开关和第一限位开关挡块，所述第一限位开关采用近距离接触，电磁感应式接近开关，第一限位开关为检测距离15毫米的感应式接近开关，第一限位开关挡块为一块用于感应的铁片，钢卷小车运行至安全位置后正好与地面上的第一限位开关挡块近距离感应，能确保钢卷小车横向移动位置的安全性。

3.根据权利要求1所述的防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述步骤7）中，第二限位装置包括第二限位开关和第二限位开关接触棒，第二限位开关采用机械接触式，所述第二限位开关为翻转开关，用于区分设备在轨道上运行区域，第二限位开关接触棒是一个钢质管子，用于钢卷小车运行至第二限位开关区域时翻转开关，开关翻向开卷机，说明钢卷小车在安全区域，开关翻向固定鞍座方向，说明钢卷小车进入危险区域，需要确认高度。

4.根据权利要求1所述的防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述步骤9）中，第三限位装置包括第三限位开关和第三限位开关挡块，第三限位开关采用近距离接触，电磁感应式接近开关，第三限位开关为检测距离15毫米的感应式接近开关，第三限位开关挡块为一块用于感应的铁片，在钢卷小车上的第二限位开关接触棒翻转第二限位开关向固定鞍座方向后，钢卷小车必须满足编码器显示的高度，并且需要使第三限位开关挡块感应到第三限位开关，确保钢卷小车以安全的高度把钢卷运输至固定鞍座上。

5.根据权利要求1所述的防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述第一限位装置、第二限位装置和第三限位装置的外面均设置有保护装置，所述保护装置包括保护罩、接头伸出台阶、接头、接头锁紧螺母、软管以及锁紧抱箍，所述保护罩内设置有软管、接头、接头锁紧螺母、以及锁紧抱箍，软管与接头连接，软管的外面设置有锁紧抱箍。

6.根据权利要求5所述的防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述保护罩使用的接头所伸出的台阶不少于4组，所述的台阶锥角在5~10°。

7.根据权利要求5所述的防止卷取机卸卷翻卷的安全控制方法，其特征在于，所述软管延伸至电缆半米以外的位置，并在相隔30公分的一段上增加一组卡箍，分段拦截微量进入的乳化液和水分以及灰尘。