熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置的製作方法

2023-10-09 05:38:24 4

專利名稱：熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛定位和減速控制裝置，尤其是熱金屬運輸車輛用的定位 和減速控制裝置。
背景技術：
鋼水包車、鐵水包車、渣包車等熱金屬運輸車輛通常採用二種控制模式，現場手動方式、現場自動方式、中央(遠程)在HMI上對車輛運行進行監視。 現場手動方式，通過現場操作箱操作來控制車輛的運行，定位採用目視方式。 現場自動方式，通過現場操作箱預選擇定位位置來控制運行，定位方法一種 是採用地面減速檢測器、地面停止檢測器實現定位控制；另一種是採用編碼 器實現定位控制。為減輕操作工的勞動強度和實現自動定位通常採用自動方式，但現有的 定位控制存在以下問題，無法滿足生產的要求1) 地面減速檢測器、地面停止檢測器實現定位控制存在的主要問題是 由於操作工的視線或夜晚視覺不好的原因或實際操作經驗的不足，在實際作 業過程中，爐子底下的清渣車輛經常發生將地面減速檢測器、地面停止檢測 器碰撞壞。2) 在出鋼、出渣時高溫、高熱的鐵水、鋼水、紅渣使地面停止檢測器、 地面減速檢測器和布線極易受損，由此帶來設備損壞和安全隱患。3) 採用編碼器實現定位控制存在的主要問題是編碼器在爐子底下高溫、 高熱的情況下傳輸信號不穩定，編碼器使用壽命短且無法適應現場的惡劣環 境。發明內容本實用新型的目的在於提供了一種新的定位和減速控制裝置，包含車 載減速檢測器、車載停止檢測器和地面減速碰塊、地面停止碰塊；對所述檢 測器和所述地面碰塊的接觸動作信號進行處理的可編程序控制器PLC;以及由可編程序控制器PLC進行控制的執行裝置，其中，所述車載減速檢測器4、 所述車載停止檢測器5設置於車輛橫梁下方；所述的地面減速碰塊8.1-8.7設 置在車輛運行軌道20內側一側和所述的地面停止碰塊6.1-6.7設置在車輛運 行軌道20內側另一側；其中，所述的地面減速碰塊8.1-8.7和地面停止碰塊 6.1-6.7為焊接在地面預埋件上的鋼性碰塊(例如8KG輕軌或8號工字鋼等)。 本實用新型將地面減速碰塊替代地面減速檢測器、地面停止碰塊替代地 面停止檢測器；用PLC應用程式中的計數模塊對車載減速檢測器及車載停止 檢測器與地面減速碰塊位置和地面停止碰塊位置的接觸動作進行計數定位。 解決了地面減速檢測器、地面停止檢測器、布線、編碼器的損毀對生產造成 的影響，可以確保車輛定位功能的實現和穩定運行。本實用新型的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置中所用的可編程序控 制器PLC包括接受所述檢測器信號的輸入模塊和對所述信號進行採集的中央 處理器以及對所述信號進行處理的應用程式中加減計數模塊。所述計數模塊 對車載減速檢測器4及車載停止檢測器5與地面減速碰塊位置和地面停止碰 塊位置的接觸動作進行計數定位。所述執行裝置包括與可編程序控制器PLC 相連的變頻器和與該變頻器相連的電動機。本實用新型的定位和減速控制是這樣實現的，車輛運行時通過車載減速 檢測器4、車載停止檢測器5與地面減速碰塊、地面停止碰塊的接觸動作生 成減速和停止信號，該信號通過可編程序控制器PLC的輸入模塊被可編程序 控制器PLC的中央處理器採集、採集的信號由可編程序控制器PLC應用程式 中的加減計數模塊進行計數。車輛運行時可編程序控制器PLC應用程式的計 數模塊計數值和某個預選定目標定位位置如減速位置的預設定參數值(即 PLC應用程式中的預設定參數值)相等時，可編程序控制器PLC自動向變頻 器發出減速信號和低速運行頻率，變頻器運行在低速頻率，車輛電動機低速 運行；車輛運行時可編程序控制器PLC應用程式中的計數模塊計數值和某個 選定目標定位置如停止位置的預設定參數值(即PLC應用程式中的預設定參 數值)相等時，可編程序控制器PLC自動向變頻器發出停止信號和零運行頻 率，變頻器停止運行，車輛電動機停止運行。本實用新型的優點在於1)在熱金屬運輸車輛運行鐵軌20內側一側各定位點設置一排地面減速碰塊8.1-8.7替代地面減速檢測器、在熱金屬運輸車輛運行鐵軌內側另一側設 置一排地面停止碰塊6.1-6.7替代地面停止檢測器；地面停止檢測器、地面減速檢測器被地面碰塊替代後不再需要地面定位檢測器、地面減速檢測器、也 不需要布線，杜絕了爐子底下高溫、高熱的鋼水、鐵水、紅渣對地面停止檢 測器、地面減速檢測器和布線的危害。2) 車載停止檢測器5、車載減速檢測器4安置於車輛的橫梁下方，杜絕 了爐子底下飛濺的鋼水、鐵水、紅渣對車載停止檢測器5、車載減速檢測器4 和布線的危害。3) 地面碰塊採用鋼性碰塊(例如8KG輕軌或8號工字鋼等)焊接在地 面預埋件上，清渣車輛等在清渣過程中壓不壞，這樣杜絕了原來清渣車輛等 在清渣過程中壓壞地面減速檢測器、地面停止檢測器的故障。


圖1為本實用新型的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置連接示意圖； 圖2為限位碰塊布局的側面示意圖； 圖2.1為限位碰塊開始減速時的示意圖； 圖2.2為限位碰塊開始停止時的示意圖； 圖2.3為限位碰塊停止結束時的示意圖；圖3本實用新型的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置平面布置示意圖。
具體實施方式
為了能更好地理解本實用新型的上述技術方案，
以下結合附圖和實施例 進行進一步地詳細描述。本實用新型的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置連接示意圖見圖1，由 HMI終端3、可編程序控制器PLC 24、變頻器25、電纜巻筒15、電機31， 32、制動器41， 42、車載減速檢測器4、車載停止檢測器5、現場操作箱12、 現場操作箱11、現場操作箱10構成。地面校驗碰塊16作為計數值的初始賦值和運行中的計數值校驗。出於安 全考慮兩端的極限開關7用於緊急停止車輛。控制裝置平面布置示意圖見圖3，在原來七個停止檢測器的布置位置用七個地面停止碰塊6.1-6.7來替代；在原來一個校驗檢測器的布置位置用一個 地面校驗碰塊16來替代；在原來十二個減速檢測器的布置位置用七個地面減速碰塊8.1-8.7來替代；出於安全考慮保留兩端獨立的極限位檢測器7。如限位碰塊布局的側面示意圖2、控制裝置平面布置示意圖3所示，本實 用新型的定位控制方法為使用地面減速碰塊8.1-8.7、地面停止碰塊6.1-6.7、 車載減速檢測器4及車載停止檢測器5、可編程序控制器PLC 24計數定位組 合的控制方式。車輛9的操作是這樣的根據車輛9的當前位置和所去的目標位置選擇 操作箱。選擇某一操作箱來操作車輛，該操作箱的操作地選擇開關選到ON 的位置，其它兩個操作箱的操作地選擇開關選到OFF位置。自動運行時，選 定現場操作箱，按下目標定位按鈕，車輛開始慢速運行、再轉到高速運行， 到目標位置先減速、再停止運行。手動運行時，選定現場操作箱，運行開關 離開零位，車輛開始慢速運行；運行開關回歸零位，車輛停止運行。即現場 操作箱的主要功能是預選擇車輛要去的位置、操作地選擇、車輛的運行， 緊急情況停止車輛。向前運行時可編程序控制器PLC 24應用程式中的計數模塊進行加法運 算，首先選擇現場操作箱，再選定目標定位位置。車輛低速向前運行離開當 前地面減速碰塊的B端時車輛高速向前運行且計數值加一，在車輛向前運行 接近定位點以外的地面碰塊時，車載減速檢測器4繼而接觸下一個地面減速 碰塊8的A端計數值加一，車輛繼續高速向前運行車載停止檢測器5繼而接 觸地面停止碰塊6計數值加一，車輛繼續高速向前運行時待離開地面減速碰 塊8的B端計數值加一；在車輛向前運行接近定位點的地面碰塊時，車載減 速檢測器4首先接觸地面減速碰塊8的A端計數值加一併且車輛從高速轉換 至低速，車輛以低速向前運行車載停止檢測器5繼而接觸地面停止碰塊6計 數值加一併且車輛停止在定位點，本次運行結束。選擇下一個向前目標定位 位置，車輛再次以低速向前運行時待離開地面減速碰塊8的B端計數值加一 並且車輛以高速運行。向後運行時可編程序控制器PLC 24應用程式中的計數模塊進行減法運 算。首先選擇現場操作箱，再選定目標定位位置。車輛低速向後運行離開地 面減速碰塊A端時車輛高速向前運行且計數值減一，車輛繼續向後運行接近定位點以外的地面碰塊時，車載減速檢測器4繼而接觸地面減速碰塊8的B 端計數值減一，車輛繼續高速向後運行，車載停止檢測器5繼而接觸地面停 止碰塊6計數值減1，車輛繼續高速向後運行時待離開地面減速碰塊8的A 端計數值減一；在車輛向後運行接近定位點的地面碰塊時，車載減速檢測器 4首先接觸地面減速碰塊8的B端計數值減一併且車輛從高速轉換至低速， 車輛以低速向後運行車載停止檢測器5繼而接觸地面停止碰塊6計數值減一 並且車輛停止在定位點，本次運行結束。選擇下一個向後目標定位位置，車 輛再次以低速向後運行時待離開地面減速碰塊8的A端計數值減一併且車輛 以高速運行。一旦設備跳電，在故障處理完畢恢復供電後需確定車輛的初始位置。將 車輛選擇手動控制模式，手動運行車輛至地面校驗碰塊16以確定初始位置， 然後車輛選擇自動控制模式。現場操作箱12主要功能預選擇出鋼位置按鈕、預選擇測溫位置按鈕、鋼包車緊急停止按鈕、操作地選擇開關、運行開關。現場操作箱11主要功能預選擇測溫位置按鈕、預選擇行車起吊位置按鈕、預選擇鋼包加熱位置按鈕、 預選擇行車起吊位置按鈕、鋼包車緊急停止按鈕、操作地選擇開關、運行開關。現場操作箱10主要功能預選擇行車起吊位置按鈕(圖中未示出)，預 選擇鋼包加熱位置按鈕(圖中未示出)，預選擇行車起吊位置按鈕(圖中未示 出)、鋼包車緊急停止按鈕、操作地選擇開關、運行開關。現根據圖3控制裝置平面布置示意圖分析工作原理首先我們在PLC應 用程序中定義各碰塊位置的預設定參數值，包括停止碰塊6.1位置為1 (即向後停止位置)、停止碰塊6.2位置為4 (即E-F跨起吊位)，停止碰塊6.3位 置為7 (即鋼包加熱位置)、停止碰塊6.4位置為10 (即F-G跨起吊位置)， 停止碰塊6.5位置為14 (即測溫取樣位置)、停止碰塊6.6位置為17 (即出鋼 位置)、停止碰塊6.7位置為20 (即向前停止位置)；減速碰塊8.1B端為2， 減速碰塊8.2A端為3，減速碰塊8.2B端為5，減速碰塊8.3A端為6、減速碰 塊8.3B端為8，減速碰塊8.4A端為9，減速碰塊8.4B端為11，減速碰塊8.5A 端為13，減速碰塊8.5B端為15，減速碰塊8.6A端為16，減速碰塊8.6B端 為18，減速碰塊8.7A端為19;校驗碰塊16位置為12 (校驗位置)。如果車輛當前位置在"鋼包加熱位置"(對應停止碰塊6.3位置)，PLC應用程式中的位置預設定參數值為7，目標位置是"出鋼位置"(對應停止碰塊6.6位置)，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為17。將現場操作 箱11和現場操作箱10的操作地選擇開關選擇到OFF位置，現場操作箱12 的操作地選擇開關選擇到ON位置，按下現場操作箱12上的"預選擇出鋼位 置"按鈕，車輛低速向前運行離開地面減速碰塊8.3位置，對應PLC應用程 序中的位置預設定參數值為8的B端時車輛由低速轉換至高速向前運行且計 數值二7+l二8，車輛繼續高速向前運行，車載減速檢測器4接觸地面減速碰 塊8.4位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為9的A端計數值二 8 + 1=9 ，車輛繼續高速向前運行車載停止檢測器5接觸地面停止碰塊6.4 位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為10即計數值=9 + 1 = 10， 車輛繼續高速向前運行時待離開地面減速碰塊8.4位置，對應PLC應用程式 中的位置預設定參數值為11的B端計數值二10 + 1二11，車輛繼續高速向前 運行接觸地面校驗碰塊16位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值 為12計數值=11 + 1 = 12，車輛繼續高速向前運行，車載減速檢測器4接觸 地面減速碰塊8.5位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為13的A 端計數值=12+1 = 13，車輛繼續高速向前運行，車載停止檢測器5接觸地面 停止碰塊6.5位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為14計數值= 13 +1 二 14，車輛繼續高速向前運行時待離開地面減速碰塊8.5位置，對應PLC 應用程式中的位置預設定參數值為15的8端計數值=14+1 = 15，車輛繼續 高速向前運行，車載減速檢測器4接觸地面減速碰塊8.6位置，對應PLC應 用程序中的位置預設定參數值為16的A端計數值=15 +1 = 16並且車輛從高 速轉換至低速，車輛以低速繼續向前運行車載停止檢測器5接觸地面停止碰 塊6.6位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為17計數值=16 + 1 =17，車輛停止在目標位置"出鋼位置"即對應停止碰塊6.6位置，如果車輛當前位置在"出鋼位置"，對應停止碰塊6.6位置，對應PLC應 用程序中的位置預設定參數值為17。目標位置是"預選FG跨起吊位置"對 應停止碰塊6.4位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為10。將現 場操作箱12和現場操作箱10的操作地選擇開關選擇到OFF位置，現場操作 箱11的操作地選擇開關選擇到ON位置，按下現場操作箱11上的"預選FG 跨起吊位置"按鈕，車輛低速向後運行離開地面減速碰塊8.6位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為16的A端時車輛由低速轉換至高速向前 運行且計數值=17—1 = 16，車輛繼續高速向後運行，車載減速檢測器4接觸 地面減速碰塊8.5位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為15的B 端計數值=16 — 1 = 15 ，車輛繼續高速向後運行車載停止檢測器5接觸地面 停止碰塊6.5位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為14計數值= 15 —H4，車輛繼續高速向後運行時待離開地面減速碰塊8.5位置，對應PLC 應用程式中的位置預設定參數值為13的A端計數值二14一l二13，車輛繼續 高速向後運行接觸地面校驗碰塊16位置，對應PLC應用程式中的位置預設 定參數值為12計數值=13 — 1 = 12，車輛繼續向後運行車載減速檢測器4接 觸地面減速碰塊8.4位置，對應PLC應用程式中的位置預設定參數值為11的 8端計數值=12—1 = 11並且車輛從高速轉換至低速，車輛以低速繼續向前運 行車載停止檢測器5接觸地面停止碰塊6.4位置，對應PLC應用程式中的位 置預設定參數值為10即計數值=11一1 = 10，車輛停止在目標位置"預選 FG跨起吊位置"即對應停止碰塊6.4位置。車輛在其它"當前位置"和需要去其他"目標位置"的分析方法相同這 裡不再一一列舉。一旦設備跳電，在故障處理完畢恢復供電後需確定車輛的初始位置。將 車輛選擇手動控制模式，手動運行車輛至地面校驗碰塊16以確定初始位置， 然後車輛選擇自動控制模式。地面校驗碰塊16作為計數值的初始賦值和運行中的計數值校驗，本實施 例其值為12。出於安全考慮兩端的極限開關用於緊急停止車輛。本實用新型的熱金屬運輸車輛採用現場自動方式，通過現場操作箱預選 擇定位位置來控制運行，定位控制方法使用地面減速碰塊8.1-8.7、地面停止 碰塊6.1-6.7、車載減速檢測器4及車載停止檢測器5、可編程序控制器PLC 24 計數定位組合的控制方式。本實用新型的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置具有如下優點 (1)採用地面停止碰塊6.1-6.7、地面減速碰塊8.1-8.7、車載減速檢測器4 及車載停止檢測器5、 PLC計數定位組合的控制方式。如果熱金屬運輸車輛 有五個定位點，以前一個定位點需一個地面停止檢測器和兩個地面減速檢測 器，所以地面停止檢測器和地面減速限位開為5X3 = 15個。採用車載減速檢測器4及車載停止檢測器5後，檢測器的數量減少為兩個即一個車載減速檢測器4和一個車載停止檢測器5。採用這種控制方法定位點的增或減，車載 停止檢測器5和車載減速檢測器4數量不變總是兩個。因此定位點越多這種 控制方式的優點越能顯示出來。(2) 在熱金屬運輸車輛運行鐵軌內側各定位點設置一排地面減速碰塊8.1-8.7 替代地面減速檢測器、另一排地面停止碰塊6.1-6.7替代地面停止檢測器；地 面停止檢測器、地面減速檢測器被地面碰塊替代後不需要地面定位檢測器、 地面減速檢測器、也不需要布線，杜絕了爐子底下高溫、高熱的鋼水、鐵水、 紅渣對地面停止檢測器、地面減速檢測器和布線的危害。(3) 車載停止檢測器5、車載減速檢測器4安置於車輛的橫梁下方，杜絕了 爐子底下飛濺的鋼水、鐵水、紅渣對車載停止檢測器5、車載減速檢測器14 和布線的危害。(4) 地面碰塊採用鋼性碰塊(例如8KG輕軌或8號工字鋼等)焊接在地面 預埋件上，清渣車輛等在清渣過程中壓不壞，這樣杜絕了原來清渣車輛等在 清渣過程中壓壞地面減速檢測器、地面停止檢測器的故障。 5)本實用新型由於採用了上述技術方案，使之與現有技術相比，降低了設備維修費用，減輕操作工和維護人員的勞動強度。提高了可靠性和穩定性。
權利要求1、一種熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置，包含車載減速檢測器(4)、車載停止檢測器(5)和地面減速碰塊(8.1-8.7)、地面停止碰塊(6.1-6.7)；對所述碰塊和所述檢測器的信號進行處理的可編程序控制器PLC；以及由可編程序控制器PLC進行控制的執行裝置，其特徵在於所述車載減速檢測器(4)、所述車載停止檢測器(5)設置於車輛橫梁下方；所述的地面減速碰塊(8.1-8.7)設置在車輛運行軌道(20)內側一側的地面和所述的地面停止碰塊(6.1-6.7)設置在車輛運行軌道(20)內側另一側的地面；所述碰塊為焊接在地面預埋件上的鋼性碰塊。
2、 如權利要求1所述的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置，其特徵在 於，所述可編程序控制器PLC包括接受所述檢測器信號的輸入模塊和對所述 信號進行採集的中央處理器以及對所述信號進行處理的應用程式中加減計數 模塊。
3、 如權利要求1所述的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置，其特徵在 於，所述碰塊為8KG輕軌或8號工字鋼。
4、 如權利要求1至3之一所述的熱金屬運輸車輛定位和減速控制裝置， 其特徵在於，所述執行裝置包括與可編程序控制器PLC相連的變頻器和與該 變頻器相連的電動機。
專利摘要本實用新型涉及車輛定位和減速控制裝置，尤其是熱金屬運輸車輛用的定位和減速控制裝置，本實用新型提供了一種新的定位控制裝置，將地面減速碰塊(8.1-8.7)替代地面減速檢測器、地面停止碰塊(6.1-6.7)替代地面停止檢測器；用PLC應用程式中的計數模塊對車載減速檢測器(4)及車載停止檢測器(5)與地面減速碰塊位置和地面停止碰塊位置的接觸動作進行計數定位。解決地面減速檢測器、地面停止檢測器、布線、編碼器的損毀對生產造成的影響。確保車輛定位功能的實現和穩定運行。
文檔編號B22D41/12GK201095372SQ200720076838
公開日2008年8月6日 申請日期2007年10月30日 優先權日2007年10月30日
發明者華 唐, 李安東, 江浩傑, 湯德明 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司