一種用于成品倉(cāng)庫(kù)的全自動(dòng)化起重機(jī)控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于成品倉(cāng)庫(kù)的全自動(dòng)化起重機(jī)控制設(shè)備。機(jī)上PLC設(shè)備與機(jī)上無(wú)線設(shè)備相連；機(jī)上無(wú)線設(shè)備與地面無(wú)線設(shè)備通過(guò)無(wú)線通訊方式連接；地面無(wú)線設(shè)備與地面操作站相連；起升速度反饋編碼器、起升制動(dòng)器、起升電動(dòng)機(jī)與起升變頻器相連；大車速度反饋編碼器、大車制動(dòng)器、大車電動(dòng)機(jī)與大車變頻器相連；小車速度反饋編碼器、小車制動(dòng)器、小車電動(dòng)機(jī)與小車變頻器相連；自動(dòng)化夾鉗上的夾鉗開度檢測(cè)編碼器，夾鉗對(duì)中檢測(cè)限位，夾鉗障礙檢測(cè)限位，防撞地面檢測(cè)限位，防撞邊檢測(cè)限位，載荷限位與夾鉗PLC控制設(shè)備相連。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)操控人員減少，大幅度降低了人員成本和人身傷亡的事故率，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】—種用于成品倉(cāng)庫(kù)的全自動(dòng)化起重機(jī)控制設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉一種用于成品倉(cāng)庫(kù)的全自動(dòng)化起重機(jī)控制設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]由于國(guó)家在大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的主張，而且目前人力成本越來(lái)越高，所以無(wú)人操作全自動(dòng)產(chǎn)品倍受青睞。在鋼鐵行業(yè)尤其如此。中國(guó)的鋼鐵企業(yè)中向來(lái)員工眾多，通常一個(gè)崗位都是幾個(gè)人，人力成本壓力很大。鋼廠的成品倉(cāng)庫(kù)是鋼廠產(chǎn)品的集散地，每天進(jìn)出庫(kù)的產(chǎn)品數(shù)量龐大，更是需要大量人力資源，而鋼鐵產(chǎn)品的搬運(yùn)離不開起重機(jī)，所以鋼廠的成品倉(cāng)庫(kù)中起重機(jī)應(yīng)用尤其多，而且為了保證人身安全，通常會(huì)增加人手多方位監(jiān)控以確保安全，所以鋼廠的成品倉(cāng)庫(kù)中的人力成本一直居高不下。而且起重機(jī)在吊運(yùn)重物時(shí)，下方負(fù)責(zé)吊運(yùn)掛鉤等工作人員的人身安全系數(shù)很低，必須時(shí)刻注意，一點(diǎn)疏忽就會(huì)造成傷亡事故，這樣就會(huì)進(jìn)一步增加倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)營(yíng)成本。在國(guó)外自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)開始普及，在成品倉(cāng)庫(kù)中已經(jīng)普遍使用自動(dòng)化設(shè)備，甚至已經(jīng)出現(xiàn)無(wú)人值守車間，而國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域還基本處于空白，自動(dòng)化產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)還未開始應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種有效地解決方案，在成品倉(cāng)庫(kù)的起重機(jī)上安裝全自動(dòng)化控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的無(wú)人值守的全自動(dòng)化控制，將節(jié)省大量人力成本，并且也會(huì)使人身傷亡的重大安全事故率大幅度降低。而且由于全自動(dòng)控制可以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)行定位，從而大幅度提聞生廣效率。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該全自動(dòng)化起重機(jī)控制設(shè)備包括夾鉗PLC控制設(shè)備、起升高度檢測(cè)編碼器、大車位置檢測(cè)直線編碼器、小車位置檢測(cè)激光測(cè)距儀、起升變頻器、大車變頻器、小車變頻器、起升限位、大車限位、小車限位與機(jī)上PLC設(shè)備，各部分依次相連；機(jī)上PLC設(shè)備與機(jī)上無(wú)線設(shè)備相連；機(jī)上無(wú)線設(shè)備與地面無(wú)線設(shè)備通過(guò)無(wú)線通訊方式連接；地面無(wú)線設(shè)備與地面操作站相連；起升速度反饋編碼器、起升制動(dòng)器、起升電動(dòng)機(jī)與起升變頻器相連；大車速度反饋編碼器、大車制動(dòng)器、大車電動(dòng)機(jī)與大車變頻器相連；小車速度反饋編碼器、小車制動(dòng)器、小車電動(dòng)機(jī)與小車變頻器相連；自動(dòng)化夾鉗上的夾鉗開度檢測(cè)編碼器，夾鉗對(duì)中檢測(cè)限位，夾鉗障礙檢測(cè)限位，防撞地面檢測(cè)限位，防撞邊檢測(cè)限位，載荷限位與夾鉗PLC控制設(shè)備相連。
[0005]地面工作人員通過(guò)地面操作站發(fā)送控制命令，地面操作站將用戶指令傳送到地面無(wú)線設(shè)備，地面無(wú)線設(shè)備再將控制命令通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到無(wú)線設(shè)備，機(jī)上無(wú)線設(shè)備再將地面的指令傳送到機(jī)上PLC設(shè)備，機(jī)上PLC設(shè)備接收到該指令后控制起升變頻器、大車變頻器、小車變頻器以及自動(dòng)化夾鉗按照指令運(yùn)行，起升變頻器、大車變頻器、小車變頻器在接收到PLC設(shè)備運(yùn)行命令后控制對(duì)應(yīng)的制動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)完成相應(yīng)的運(yùn)行動(dòng)作實(shí)現(xiàn)整個(gè)起重機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行。運(yùn)行過(guò)程中機(jī)上PLC設(shè)備通過(guò)各個(gè)位置檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起升、大車、小車的實(shí)際位置，通過(guò)各個(gè)限位開關(guān)判斷起升、大車、小車是否運(yùn)行在安全位置，從而保證起升、大車、小車的定位準(zhǔn)確，運(yùn)行安全。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)操控人員減少，大幅度降低了人員成本和人身傷亡的事故率，有效提聞了生廣效率、提聞了成品倉(cāng)庫(kù)的起重機(jī)設(shè)備的技術(shù)水平。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖1中:1是起升位置檢測(cè)編碼器，2是大車位置檢測(cè)直線編碼器，3是小車激光測(cè)距儀，4是起升限位，5是大車限位，6是小車限位，7是機(jī)上PLC設(shè)備，8是夾鉗PLC控制設(shè)備，9是夾鉗開度檢測(cè)編碼器，10是夾鉗對(duì)中檢測(cè)限位，11是夾鉗障礙檢測(cè)限位，12是防撞地面檢測(cè)限位，13是防撞邊檢測(cè)限位，14是載荷限位，15是起升變頻器，16是大車變頻器，17是小車變頻器，18是地面操作站，19是地面無(wú)線設(shè)備，20是機(jī)上無(wú)線設(shè)備，Yl是起升制動(dòng)器，BOl是起升速度反饋編碼器，MOl是起升電動(dòng)機(jī)，Y02是大車制動(dòng)器，B02是大車速度反饋編碼器，M02是大車電動(dòng)機(jī)，Y03是小車制動(dòng)器，B03是小車速度反饋編碼器，M03是小車電動(dòng)機(jī)。
[0009]圖2是本實(shí)用新型夾鉗結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2中:29是夾鉗開度檢測(cè)編碼器，30是防撞邊檢測(cè)限位，31是載荷檢測(cè)限位，32是底部防撞地限位和障礙檢測(cè)限位，33夾鉗對(duì)中檢測(cè)限位。
[0011]圖3是本實(shí)用新型大車直線編碼器連接示意圖。
[0012]圖3中:20是直線編碼尺，21是讀寫頭，22是機(jī)上PLC設(shè)備。
[0013]圖4是本實(shí)用新型的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖。
[0014]圖4中:23是小車位置檢測(cè)激光測(cè)距儀，24是大車位置檢測(cè)直線編碼器，25是起升編碼器，26是起升變頻器，27是走行變頻器，28是小車變頻器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例:
[0017]1.電控系統(tǒng)
[0018]整機(jī)電控系統(tǒng)如圖1所示。
[0019]圖1中:1是起升位置檢測(cè)編碼器，2是大車位置檢測(cè)直線編碼器，3是小車激光測(cè)距儀，4是起升限位，5是大車限位，6是小車限位，7是機(jī)上PLC設(shè)備，8是夾鉗PLC控制設(shè)備，9是夾鉗開度檢測(cè)編碼器，10是夾鉗對(duì)中檢測(cè)限位，11是夾鉗障礙檢測(cè)限位，12是防撞地面檢測(cè)限位，13是防撞邊檢測(cè)限位，14是載荷限位，15是起升變頻器，16是大車變頻器，17是小車變頻器，18是地面操作站，19是地面無(wú)線設(shè)備，20是機(jī)上無(wú)線設(shè)備，Yl是起升制動(dòng)器，BOl是起升速度反饋編碼器，MOl是起升電動(dòng)機(jī)，Y02是大車制動(dòng)器，B02是大車速度反饋編碼器，M02是大車電動(dòng)機(jī)，Y03是小車制動(dòng)器，B03是小車速度反饋編碼器，M03是小車電動(dòng)機(jī)。
[0020]由于需要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行，所以對(duì)定位精度要求很高，所以每個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)不僅需要加裝位置檢測(cè)設(shè)備同時(shí)還需要將每個(gè)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)做成速度閉環(huán)控制，這樣才能通過(guò)精確的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的定位。圖1中，起重機(jī)的起升、大車、小車電動(dòng)機(jī)均采用加裝速度反饋編碼器與對(duì)應(yīng)變頻器構(gòu)成的速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖1中的制動(dòng)器是確保安全停車和緊急停車時(shí)采用的，是起重機(jī)必備安全設(shè)備。另外圖1中所示的起升限位、大車限位、小車限位也是作為起重機(jī)的必要安全設(shè)備使用，用來(lái)確保各個(gè)機(jī)構(gòu)不會(huì)運(yùn)行到安全限制區(qū)域外而導(dǎo)致安全事故發(fā)生，在正常運(yùn)行中不會(huì)觸碰到這些限位開關(guān)。本實(shí)施例對(duì)于起重機(jī)的三個(gè)機(jī)構(gòu)的位置檢測(cè)設(shè)備采用了不同的方案。目前市場(chǎng)上對(duì)于大車和小車的位置檢測(cè)通常還是通過(guò)在其運(yùn)行機(jī)構(gòu)的被動(dòng)輪上加裝絕對(duì)值編碼器或者單獨(dú)加裝位置檢測(cè)輪并配絕對(duì)值編碼器的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方案的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)施工藝簡(jiǎn)單，成本低，但缺點(diǎn)也很明顯，就是車輪存在打滑的情況，容易造成測(cè)量偏差，在短距離應(yīng)用比較適合，在長(zhǎng)距離應(yīng)用中會(huì)使積累誤差值就會(huì)超過(guò)允許范圍，導(dǎo)致定位失敗。本實(shí)施例充分考察市場(chǎng)上現(xiàn)有的位置檢測(cè)設(shè)備，決定采用近年新興的磁性直線編碼器作為大車的位置檢測(cè)設(shè)備，采用激光測(cè)距作為小車的位置檢測(cè)設(shè)備。之所以這樣配置是因?yàn)榧す鉁y(cè)距和直線編碼器都能夠準(zhǔn)確檢測(cè)位置，都不存在因?yàn)檐囕喆蚧斐烧`差的情況，但激光測(cè)距在長(zhǎng)距離檢測(cè)時(shí)，不僅精度降低，同時(shí)成本高昂，也不允許被有障礙物遮擋，更容易被環(huán)境干擾，而小車的位移通常不超過(guò)30米，中間不存在障礙物，所以在小車上應(yīng)用激光測(cè)距儀是比較合適的，而大車的位移通常都在200米以上，中間通常有很多障礙物，所以采用激光測(cè)距就不合適了。而近年新興的直線編碼器恰好可以解決該問(wèn)題。起升的位置檢測(cè)只需檢測(cè)起升的鋼絲繩卷筒運(yùn)行圈數(shù)即可檢測(cè)起升的高度位置，不存在打滑情況，所以在鋼絲繩卷筒后端與其同軸安裝一個(gè)絕對(duì)值編碼器即可準(zhǔn)確的檢測(cè)到起升高度。
[0021]實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的另外一個(gè)重要設(shè)備就是起重機(jī)的吊具，如果吊具不能參與自動(dòng)化控制就不可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化工作。本實(shí)施例采用了鋼卷吊運(yùn)的夾鉗作為自動(dòng)化吊具。目前市場(chǎng)上通用型的鋼卷夾鉗是無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的，所以本實(shí)施例采用了經(jīng)過(guò)自動(dòng)化完善的夾鉗吊具。該吊具需要增加防撞邊檢測(cè)限位，載荷限位，對(duì)中限位，防觸地限位、防障礙限位、開度檢測(cè)編碼器，同時(shí)也要增加一個(gè)PLC子站來(lái)實(shí)現(xiàn)夾鉗的自動(dòng)化操作。
[0022]2.直線編碼器
[0023]直線編碼器是近幾年新興的位置檢測(cè)設(shè)備，具有抗電磁干擾、抗震動(dòng)、掉電數(shù)據(jù)保持、無(wú)接觸檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在鋼廠特有的聞粉塵、聞溫、聞?dòng)偷膼毫迎h(huán)境中也能夠非常好地工作，所以在本實(shí)施例中采用了直線編碼器作為大車的位置檢測(cè)設(shè)備。直線編碼器分為兩個(gè)部分，上部為無(wú)接觸式讀取頭，下部為編碼尺，通常為2米一段可以自由拼接，最長(zhǎng)可以達(dá)到數(shù)公里。
[0024]圖3是直線編碼器的安裝方式以及與PLC的連接方式示意圖，其中20是直線編碼尺，21是讀寫頭，22是機(jī)上PLC設(shè)備。其中讀取頭通過(guò)數(shù)據(jù)總線和PLC相連，通過(guò)通訊方式讀取數(shù)據(jù)，編碼尺則敷設(shè)在大車軌道附近，編碼尺為無(wú)源設(shè)備，只要敷設(shè)平整，保持與讀取頭一定距離即可，安裝非常方便。
[0025]3.通訊網(wǎng)絡(luò)
[0026]圖4是本實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)圖。
[0027]圖4中:23是小車位置檢測(cè)激光測(cè)距儀，24是大車位置檢測(cè)直線編碼器，25是起升編碼器，26是起升變頻器，27是走行變頻器，28是小車變頻器。
[0028]自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸將完全依賴于網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)部分，PLC與各個(gè)傳動(dòng)設(shè)備，位置檢測(cè)設(shè)備采用ProfiBus網(wǎng)絡(luò)通訊，PLC與地面PLC采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，由于起重機(jī)與地面電氣室相隔較遠(yuǎn)，如果通過(guò)有線通訊，線路的假設(shè)將非常困難，所以采用了無(wú)線通訊的方式與地面的PLC相連。采用通訊方式與傳動(dòng)設(shè)備相連可以自由的讀取傳動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)同時(shí)也可以靈活的控制傳動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行速度和啟動(dòng)停止，能夠通過(guò)細(xì)致地調(diào)整傳動(dòng)設(shè)備的速度使定位更加精確。而本實(shí)施例的位置檢測(cè)設(shè)備每個(gè)機(jī)構(gòu)都不相同，為了方便數(shù)據(jù)采集和降低安裝難度，所以將所有位置檢測(cè)設(shè)備都統(tǒng)一采用了 Profibus接口與PLC連接。
[0029]4.自動(dòng)化夾鉗
[0030]圖2是本實(shí)施例的自動(dòng)化夾鉗的示意圖。
[0031]圖中:29是夾鉗開度檢測(cè)編碼器，30是防撞邊檢測(cè)限位，31是載荷檢測(cè)限位，32是底部防撞地限位和障礙檢測(cè)限位，33夾鉗對(duì)中檢測(cè)限位。
[0032]防撞邊限位有兩對(duì)，采用對(duì)射式的光電開關(guān)，在夾緊鋼卷時(shí)，被遮擋，表示鋼卷已夾緊，可以防止過(guò)度夾緊導(dǎo)致鋼卷?yè)p傷和鉗臂的損傷。
[0033]載荷限位有兩個(gè)，在鉗爪靠近鋼卷內(nèi)側(cè)表面是動(dòng)作，表示已經(jīng)吊運(yùn)載荷，將禁止鉗臂的打開動(dòng)作，防止空中鉗臂的誤打開，導(dǎo)致鋼卷墜落造成安全事故。
[0034]防觸地限位和防障礙限位均安裝在鉗臂底部，各有兩個(gè)，防觸地限位用來(lái)檢測(cè)鉗臂是否接近地面，防止鉗臂撞擊地面造成鉗臂損壞。防障礙限位在下放鋼卷時(shí)投入，檢測(cè)距離較長(zhǎng)，可以防止地面的突出障礙造成鋼卷外表面的損傷。對(duì)中限位共三對(duì)，采用對(duì)射式光電開關(guān)，已倒品字形安裝于鉗爪周圍，在三個(gè)開關(guān)全部接通時(shí)表示鉗爪已經(jīng)對(duì)正鋼卷的中心孔，可以進(jìn)行夾緊操作了。
[0035]開度編碼器安裝與鉗臂的開閉裝置上，可以檢測(cè)夾鉗的開閉尺寸。
【權(quán)利要求】
1.一種用于成品倉(cāng)庫(kù)的全自動(dòng)化起重機(jī)控制設(shè)備，其特征在于:該全自動(dòng)化起重機(jī)控制設(shè)備包括夾鉗PLC控制設(shè)備(8)、起升高度檢測(cè)編碼器(I)、大車位置檢測(cè)直線編碼器(2)、小車位置檢測(cè)激光測(cè)距儀(3)、起升變頻器(15)、大車變頻器(16)、小車變頻器(17)、起升限位(4)、大車限位(5 )、小車限位(6 )與機(jī)上PLC設(shè)備(7 )，各部分依次相連；機(jī)上PLC設(shè)備(7)與機(jī)上無(wú)線設(shè)備(20)相連；機(jī)上無(wú)線設(shè)備(20)與地面無(wú)線設(shè)備(19)通過(guò)無(wú)線通訊方式連接；地面無(wú)線設(shè)備(19)與地面操作站(18)相連；起升速度反饋編碼器(B01)、起升制動(dòng)器(Y01)、起升電動(dòng)機(jī)(MOl)與起升變頻器(15)相連；大車速度反饋編碼器(B02)、大車制動(dòng)器(Y02)、大車電動(dòng)機(jī)(M02)與大車變頻器(16)相連；小車速度反饋編碼器(B03)、小車制動(dòng)器(Y03)、小車電動(dòng)機(jī)(M03)與小車變頻器(17)相連；自動(dòng)化夾鉗上的夾鉗開度檢測(cè)編碼器(9)，夾鉗對(duì)中檢測(cè)限位(10)，夾鉗障礙檢測(cè)限位(11)，防撞地面檢測(cè)限位(12)，防撞邊檢測(cè)限位(13 )，載荷限位(14 )與夾鉗PLC控制設(shè)備(8 )相連。
【文檔編號(hào)】B66C13/40GK203419685SQ201320254738
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月12日
【發(fā)明者】周德峰 申請(qǐng)人:大連寶信起重技術(shù)有限公司