CN203419685U

CN203419685U - 一种用于成品仓库的全自动化起重机控制设备

Info

Publication number: CN203419685U
Application number: CN201320254738.1U
Authority: CN
Inventors: 周德峰
Original assignee: DALIAN BAOXIN LIFTING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DALIAN BAOXIN LIFTING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-12
Filing date: 2013-05-12
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2023-05-12

Abstract

本实用新型公开了一种用于成品仓库的全自动化起重机控制设备。机上PLC设备与机上无线设备相连；机上无线设备与地面无线设备通过无线通讯方式连接；地面无线设备与地面操作站相连；起升速度反馈编码器、起升制动器、起升电动机与起升变频器相连；大车速度反馈编码器、大车制动器、大车电动机与大车变频器相连；小车速度反馈编码器、小车制动器、小车电动机与小车变频器相连；自动化夹钳上的夹钳开度检测编码器，夹钳对中检测限位，夹钳障碍检测限位，防撞地面检测限位，防撞边检测限位，载荷限位与夹钳PLC控制设备相连。本实用新型实现了起重机操控人员减少，大幅度降低了人员成本和人身伤亡的事故率，提高了生产效率。

Description

一种用于成品仓库的全自动化起重机控制设备

技术领域

本实用新型涉一种用于成品仓库的全自动化起重机控制设备。

背景技术

由于国家在大力倡导节能减排的主张，而且目前人力成本越来越高，所以无人操作全自动产品倍受青睐。在钢铁行业尤其如此。中国的钢铁企业中向来员工众多，通常一个岗位都是几个人，人力成本压力很大。钢厂的成品仓库是钢厂产品的集散地，每天进出库的产品数量庞大，更是需要大量人力资源，而钢铁产品的搬运离不开起重机，所以钢厂的成品仓库中起重机应用尤其多，而且为了保证人身安全，通常会增加人手多方位监控以确保安全，所以钢厂的成品仓库中的人力成本一直居高不下。而且起重机在吊运重物时，下方负责吊运挂钩等工作人员的人身安全系数很低，必须时刻注意，一点疏忽就会造成伤亡事故，这样就会进一步增加仓库的运营成本。在国外自动化技术已经开始普及，在成品仓库中已经普遍使用自动化设备，甚至已经出现无人值守车间，而国内在该领域还基本处于空白，自动化产品仓库还未开始应用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种有效地解决方案，在成品仓库的起重机上安装全自动化控制设备，实现起重机的无人值守的全自动化控制，将节省大量人力成本，并且也会使人身伤亡的重大安全事故率大幅度降低。而且由于全自动控制可以实现快速运行定位，从而大幅度提高生产效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该全自动化起重机控制设备包括夹钳PLC控制设备、起升高度检测编码器、大车位置检测直线编码器、小车位置检测激光测距仪、起升变频器、大车变频器、小车变频器、起升限位、大车限位、小车限位与机上PLC设备，各部分依次相连；机上PLC设备与机上无线设备相连；机上无线设备与地面无线设备通过无线通讯方式连接；地面无线设备与地面操作站相连；起升速度反馈编码器、起升制动器、起升电动机与起升变频器相连；大车速度反馈编码器、大车制动器、大车电动机与大车变频器相连；小车速度反馈编码器、小车制动器、小车电动机与小车变频器相连；自动化夹钳上的夹钳开度检测编码器，夹钳对中检测限位，夹钳障碍检测限位，防撞地面检测限位，防撞边检测限位，载荷限位与夹钳PLC控制设备相连。

地面工作人员通过地面操作站发送控制命令，地面操作站将用户指令传送到地面无线设备，地面无线设备再将控制命令通过无线网络传送到无线设备，机上无线设备再将地面的指令传送到机上PLC设备，机上PLC设备接收到该指令后控制起升变频器、大车变频器、小车变频器以及自动化夹钳按照指令运行，起升变频器、大车变频器、小车变频器在接收到PLC设备运行命令后控制对应的制动器和电动机完成相应的运行动作实现整个起重机的自动化运行。运行过程中机上PLC设备通过各个位置检测设备实时监测起升、大车、小车的实际位置，通过各个限位开关判断起升、大车、小车是否运行在安全位置，从而保证起升、大车、小车的定位准确，运行安全。

本实用新型的有益效果是实现了起重机操控人员减少，大幅度降低了人员成本和人身伤亡的事故率，有效提高了生产效率、提高了成品仓库的起重机设备的技术水平。

附图说明

图1是本实用新型的电控系统结构图。

图1中：1是起升位置检测编码器，2是大车位置检测直线编码器，3是小车激光测距仪，4是起升限位，5是大车限位，6是小车限位，7是机上PLC设备，8是夹钳PLC控制设备，9是夹钳开度检测编码器，10是夹钳对中检测限位，11 是夹钳障碍检测限位，12是防撞地面检测限位，13是防撞边检测限位，14是载荷限位，15是起升变频器，16是大车变频器，17是小车变频器，18是地面操作站，19是地面无线设备，20是机上无线设备，Y1是起升制动器，B01是起升速度反馈编码器，M01是起升电动机，Y02是大车制动器，B02是大车速度反馈编码器，M02是大车电动机，Y03是小车制动器，B03是小车速度反馈编码器，M03是小车电动机。

图2是本实用新型夹钳结构图。

图2中：29是夹钳开度检测编码器，30是防撞边检测限位，31是载荷检测限位，32是底部防撞地限位和障碍检测限位，33夹钳对中检测限位。

图3是本实用新型大车直线编码器连接示意图。

图3中：20是直线编码尺，21是读写头，22是机上PLC设备。

图4是本实用新型的系统网络图。

图4中：23是小车位置检测激光测距仪，24是大车位置检测直线编码器，25是起升编码器，26是起升变频器，27是走行变频器，28是小车变频器。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施例。

实施例：

1.电控系统

整机电控系统如图1所示。

图1中：1是起升位置检测编码器，2是大车位置检测直线编码器，3是小车激光测距仪，4是起升限位，5是大车限位，6是小车限位，7是机上PLC设备，8是夹钳PLC控制设备，9是夹钳开度检测编码器，10是夹钳对中检测限位，11是夹钳障碍检测限位，12是防撞地面检测限位，13是防撞边检测限位，14是载荷限位，15是起升变频器，16是大车变频器，17是小车变频器，18是地面操作站，19是地面无线设备，20是机上无线设备，Y1是起升制动器，B01是起升速度反馈编码器，M01是起升电动机，Y02是大车制动器，B02是大车速度反馈编码器，M02是大车电动机，Y03是小车制动器，B03是小车速度反馈编码器，M03是小车电动机。

由于需要实现全自动化运行，所以对定位精度要求很高，所以每个运行机构不仅需要加装位置检测设备同时还需要将每个机构的电动机做成速度闭环控制，这样才能通过精确的速度来实现精确的定位。图1中，起重机的起升、大车、小车电动机均采用加装速度反馈编码器与对应变频器构成的速度闭环控制系统。图1中的制动器是确保安全停车和紧急停车时采用的，是起重机必备安全设备。另外图1中所示的起升限位、大车限位、小车限位也是作为起重机的必要安全设备使用，用来确保各个机构不会运行到安全限制区域外而导致安全事故发生，在正常运行中不会触碰到这些限位开关。本实施例对于起重机的三个机构的位置检测设备采用了不同的方案。目前市场上对于大车和小车的位置检测通常还是通过在其运行机构的被动轮上加装绝对值编码器或者单独加装位置检测轮并配绝对值编码器的方案来实现，这种方案的优点就是实施工艺简单，成本低，但缺点也很明显，就是车轮存在打滑的情况，容易造成测量偏差，在短距离应用比较适合，在长距离应用中会使积累误差值就会超过允许范围，导致定位失败。本实施例充分考察市场上现有的位置检测设备，决定采用近年新兴的磁性直线编码器作为大车的位置检测设备，采用激光测距作为小车的位置检测设备。之所以这样配置是因为激光测距和直线编码器都能够准确检测位置，都不存在因为车轮打滑造成误差的情况，但激光测距在长距离检测时，不仅精度降低，同时成本高昂，也不允许被有障碍物遮挡，更容易被环境干扰，而小车的位移通常不超过30米，中间不存在障碍物，所以在小车上应用激光测距仪是比较合适的，而大车的位移通常都在200米以上，中间通常有很多障碍物，所以采用激光测距就不合适了。而近年新兴的直线编码器恰好可以解决该问题。起升的位置检测只需检测起升的钢丝绳卷筒运行圈数即可检测起升的高度位置，不存在打滑情况，所以在钢丝绳卷筒后端与其同轴安装一个绝对值编码器即可准确的检测到起升高度。

实现自动化的另外一个重要设备就是起重机的吊具，如果吊具不能参与自动化控制就不可能实现产品的自动化工作。本实施例采用了钢卷吊运的夹钳作为自动化吊具。目前市场上通用型的钢卷夹钳是无法实现自动化的，所以本实施例采用了经过自动化完善的夹钳吊具。该吊具需要增加防撞边检测限位，载荷限位，对中限位，防触地限位、防障碍限位、开度检测编码器，同时也要增加一个PLC子站来实现夹钳的自动化操作。

2.直线编码器

直线编码器是近几年新兴的位置检测设备，具有抗电磁干扰、抗震动、掉电数据保持、无接触检测等优点，同时在钢厂特有的高粉尘、高温、高油的恶劣环境中也能够非常好地工作，所以在本实施例中采用了直线编码器作为大车的位置检测设备。直线编码器分为两个部分，上部为无接触式读取头，下部为编码尺，通常为2米一段可以自由拼接，最长可以达到数公里。

图3是直线编码器的安装方式以及与PLC的连接方式示意图，其中20是直线编码尺，21是读写头，22是机上PLC设备。其中读取头通过数据总线和PLC相连，通过通讯方式读取数据，编码尺则敷设在大车轨道附近，编码尺为无源设备，只要敷设平整，保持与读取头一定距离即可，安装非常方便。

3.通讯网络

图4是本实施例的网络图。

自动化的实现，各个设备的数据传输将完全依赖于网络。本实施例的网络分为两个部分，PLC与各个传动设备，位置检测设备采用ProfiBus网络通讯，PLC与地面PLC采用工业以太网进行通讯，由于起重机与地面电气室相隔较远，如果通过有线通讯，线路的假设将非常困难，所以采用了无线通讯的方式与地面的PLC相连。采用通讯方式与传动设备相连可以自由的读取传动设备的运行数据同时也可以灵活的控制传动设备的运行速度和启动停止，能够通过细致地调整传动设备的速度使定位更加精确。而本实施例的位置检测设备每个机构都不相同，为了方便数据采集和降低安装难度，所以将所有位置检测设备都统一采用了Profibus接口与PLC连接。

4.自动化夹钳

图2是本实施例的自动化夹钳的示意图。

图中：29是夹钳开度检测编码器，30是防撞边检测限位，31是载荷检测限位，32是底部防撞地限位和障碍检测限位，33夹钳对中检测限位。

防撞边限位有两对，采用对射式的光电开关，在夹紧钢卷时，被遮挡，表示钢卷已夹紧，可以防止过度夹紧导致钢卷损伤和钳臂的损伤。

载荷限位有两个，在钳爪靠近钢卷内侧表面是动作，表示已经吊运载荷，将禁止钳臂的打开动作，防止空中钳臂的误打开，导致钢卷坠落造成安全事故。

防触地限位和防障碍限位均安装在钳臂底部，各有两个，防触地限位用来检测钳臂是否接近地面，防止钳臂撞击地面造成钳臂损坏。防障碍限位在下放钢卷时投入，检测距离较长，可以防止地面的突出障碍造成钢卷外表面的损伤。对中限位共三对，采用对射式光电开关，已倒品字形安装于钳爪周围，在三个开关全部接通时表示钳爪已经对正钢卷的中心孔，可以进行夹紧操作了。

开度编码器安装与钳臂的开闭装置上，可以检测夹钳的开闭尺寸。

Claims

1.一种用于成品仓库的全自动化起重机控制设备，其特征在于：该全自动化起重机控制设备包括夹钳PLC控制设备（8）、起升高度检测编码器（1）、大车位置检测直线编码器（2）、小车位置检测激光测距仪（3）、起升变频器（15）、大车变频器（16）、小车变频器（17）、起升限位（4）、大车限位（5）、小车限位（6）与机上PLC设备（7），各部分依次相连；机上PLC设备（7）与机上无线设备（20）相连；机上无线设备（20）与地面无线设备（19）通过无线通讯方式连接；地面无线设备（19）与地面操作站（18）相连；起升速度反馈编码器（B01）、起升制动器（Y01）、起升电动机（M01）与起升变频器（15）相连；大车速度反馈编码器（B02）、大车制动器（Y02）、大车电动机（M02）与大车变频器（16）相连；小车速度反馈编码器（B03）、小车制动器（Y03）、小车电动机（M03）与小车变频器（17）相连；自动化夹钳上的夹钳开度检测编码器（9），夹钳对中检测限位（10），夹钳障碍检测限位（11），防撞地面检测限位（12），防撞边检测限位（13），载荷限位（14）与夹钳PLC控制设备（8）相连。