一種電解極板搬運天車精確定位自動運行集成系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電解陰陽極板搬動天車控制領域，更具體地，涉及一種電解極板搬運天車精確定位自動運行集成系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現代銅、鉛、鋅的冶煉都有一個電解精煉工藝，其利用通入大電流直流電，利用電解質將純度較低的陽極板上的粗金屬經過電解轉移到陰極板上，形成純度較高的陰極板，該工藝條件及其對設備的要求有以下特點:
極板間距小，定位精度要求高:由于陰、陽極板在電解槽的排列緊密，考慮陰極板的板面懸垂度，陽極板的厚度誤差及毛刺等，為防止槽內陰陽極之間間隙過小或接觸，導致極間短路，所用吊車在進入定位錐之前的水平粗定位精度要求在±20mm以內，進入定位錐之后最終陰、陽極在電解槽的擺放精度要求為±2_。
[0003]生產作業(yè)效率要求高:按照電解周期、單臺吊車配置，吊車完成最遠端電解槽陰極(或陽極)出、裝槽作業(yè)時間需在480s以內(以電解銅為例)。
[0004]車間環(huán)境極其惡劣:電解車間，為強磁場、重酸霧環(huán)境，長時間工作在強磁場輻射和重酸霧氣體環(huán)境，會對人體身體健康產生影響。
[0005]因此，開發(fā)能滿足銅、鉛、鋅電解車間吊運陰陽極板的高效率全自動運行要求的天車具有強烈的市場需求，并能較大地提升銅、鉛、鋅有色冶煉工業(yè)的整體工藝水平，以及明顯地改善工人的生產作業(yè)環(huán)境以及勞動強度。
[0006]全自動運行的電解極板搬動天車，其關鍵點在于天車的控制系統(tǒng)與車間的生產作業(yè)管理系統(tǒng)相連、天車的精準定位和自動運行的系統(tǒng)控制。天車的精準定位包括大車、小車、起升三個方向，即X、Y、Z的定位。
[0007]在天車精準定位方面，大小車的定位方式目前的現有技術有:I)編碼器定位，包括使用增量型和絕對值型編碼器；2)條碼或柵格形式的位置編碼系統(tǒng)；3)激光定位系統(tǒng)。起升的定位一般使用絕對值編碼器定位。
[0008]在自動運行控制系統(tǒng)方面，國外進口天車可以實現與地面機組進行數據交換聯鎖控制以及相互協調，天車能夠在操作室內在人工輔助操作的前提下實現單個工作循環(huán)的半自動運行。
[0009]現有的電解銅、鉛、鋅領域，陰陽極板搬動天車，已經能夠實現基本的自動定位要求，但是其可靠性不足，且無法實現全自動化作業(yè)。其主要問題如下:
O大車水平方向定位:采用編碼器定位方式:由于編碼器是對電機的旋轉進行高速脈沖計數，車輪打滑和車輪磨損都會對定位精度產生較大影響，所以使用編碼器定位方式存在先天不足；條碼或柵格位置編碼系統(tǒng)，其安裝較為復雜且價格成本偏高；目前普遍采用激光測距裝置，但是，激光測距的可靠性和精確度仍然存在欠缺，其主要原因為:激光測距裝置的發(fā)射器安裝于行車上，由于車間距離比較遠，大約在200 - 300米左右，行車在高速運行過程中不可避免會有水平和垂直方向的相對游動，當激光裝置的光源發(fā)生一定角度的晃動后，其發(fā)射出的光經過兩三百米的距離，其偏差就會很大，從而會偶爾出現激光不能照射到反射板上，造成測量數據信號丟失或產生較大誤差。
[0010]2)起升垂直方向定位:天車的Z向垂直定位，一般絕對值編碼器，然而由于軌道安裝的誤差、天車大梁本身的拱度、電解槽安裝的誤差，這些因素造成每個槽極板的水平面會有一定的誤差，而且由于起升鋼絲繩出現亂槽等異常情況時將導致起升高度的實際值與編碼器數據發(fā)生紊亂，通過絕對值編碼器標定的坐標數據無法修正這些因素的影響，從而偶爾會出現起升定位位置偏高或偏低造成鉤取不到極板或者鉤頭頂極板的情況。
[0011]3)運行自動化程序:現有天車能夠實現半自動作業(yè)，但所有作業(yè)過程都需要司機在操作室內完成，沒有開發(fā)天車生產作業(yè)管理系統(tǒng)或者其系統(tǒng)沒有與天車的控制系統(tǒng)相連，無法實現全自動化運行，整體運行效率較低。

【發(fā)明內容】

[0012]為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提出一種電解極板搬運天車精確定位自動運行集成系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明的技術方案為:
一種電解極板搬運天車精確定位自動運行集成系統(tǒng)，包括車間集散控制系統(tǒng)、無線通訊傳輸系統(tǒng)、天車PLC控制系統(tǒng)、大車激光測距系統(tǒng)、小車激光測距系統(tǒng)、起升絕對值編碼器位置檢測系統(tǒng)和極板位置檢測感應限位裝置；
所述無線通訊傳輸系統(tǒng)包括安裝車間集散控制系統(tǒng)上的第一無線傳輸模塊、安裝在天車PLC控制系統(tǒng)上的第二無線傳輸模塊和安裝在大車激光測距系統(tǒng)上的第三無線傳輸模塊；
所述天車PLC控制系統(tǒng)分別與小車激光測距系統(tǒng)、起升絕對值編碼器位置檢測系統(tǒng)和極板位置檢測感應限位裝置連接；
所述車間集散控制系統(tǒng)包括天車運行及故障監(jiān)測子系統(tǒng)、生產任務管理子系統(tǒng)和地面機組控制子系統(tǒng)。
[0014]上述技術方案提出的電解極板搬運天車精確定位自動運行集成系統(tǒng)，將生產任務管理系統(tǒng)集成到車間集散控制系統(tǒng)，具有生產任務管理系統(tǒng)功能，可以制定生產作業(yè)計劃并通過無線傳輸方式發(fā)送給天車PLC控制系統(tǒng)。天車PLC控制系統(tǒng)接收到生產任務管理系統(tǒng)發(fā)送的作業(yè)計劃后，按照預先制定的作業(yè)流程順序執(zhí)行，天車將跟據每個步驟的目標位置，調用該目標位置的位置座標后，分別啟動大小車激光測距系統(tǒng)、起升絕對值編碼器及極板位置檢測感應限位裝置。
[0015]上述技術方案提出的電解極板搬運天車精確定位自動運行集成系統(tǒng)是通過無線通信的方式將天車PLC控制系統(tǒng)與車間集散控制系統(tǒng)、大車激光測距系統(tǒng)連接的，由于車間集散控制系統(tǒng)集成有天車運行及故障監(jiān)測系統(tǒng)、生產任務管理系統(tǒng)和地面機組控制系統(tǒng)，即可實時監(jiān)控天車運行中的位置信息、各機構的動作、限位信號；顯示、記錄各種報警信息，指導設備維護人員快捷準確的查找設備發(fā)生的故障源。同時生產調度人員，可通過生產任務管理系統(tǒng)制定生產作業(yè)計劃，具體可以設置多個作業(yè)循環(huán)，指定每個循環(huán)的作業(yè)槽號、作業(yè)類型(〃出槽”或“裝槽”)，作業(yè)模式(出裝槽作業(yè)是單板吊運(僅陰極板或僅陽極板)或雙板吊運(陰陽極板同時吊運))作業(yè)計劃可以隨時根據需要派發(fā)到天車上執(zhí)行，并且在車間集散控制系統(tǒng)內，可以查詢天車的作業(yè)歷史記錄。同時地面機組控制系統(tǒng)作為車間集散控制系統(tǒng)組成的一部分，可以實現監(jiān)控地面機機組的作業(yè)狀態(tài)，故障信息等。
[0016]本發(fā)明的集成系統(tǒng)，起升垂直方向定位采用起升絕對值編碼器及極板位置檢測感應限位裝置相結合，自動運行速度可以根據絕對值編碼器的數據自動調整，離目標位置越近速度限制越慢，從而實現高效地粗定位，然后依靠極板感應限位裝置來實現精準定位。
[0017]優(yōu)選的，所述大車激光測距系統(tǒng)的激光信號發(fā)射器安裝在車間未端的大車軌道平臺上，反射板安裝于天車上，其檢測信號通過無線通訊傳輸系統(tǒng)傳輸至天車PLC控制系統(tǒng)。上述大車激光測距系統(tǒng)的信號發(fā)射器安裝于車間末端軌道平臺固定，能夠避免由于在大車行駛時發(fā)生相對游動，從而避免造成測量數據信號丟失或產生較大誤差，提高激光測距的可靠性和精度性。
[0018]優(yōu)選的，所述極板位置檢測感應限位裝置安裝在天車的吊具上；所述極板位置檢測感應限位裝置包括限位固定支架、限位活動架、安裝在限位活動架上的第一限位感應尺和第二限位感應尺、安裝在限位固定