一种用于条钢方钢的自动化搬运设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于条钢方钢的自动化搬运设备。其特征是该自动化搬运设备包括起升高度检测编码器（B02）、小车位置检测编码器（B03）、大车位置检测编码器（B04）、吊具PLC（4）与总线分配器（9），各部分依次相连；总线分配器（9）与自动化搬运PLC（7）通过Profibus总线相连；工控机（12）与自动化搬运PLC（7）的以太网模块（13）相连；原起重机的L3设备（11）与工控机（12）相连；自动化搬运PLC（7）通过数据总线接口（8）与起重机的驱动装置相连；吊具限位（5）和吊具的开闭驱动器（6）与吊具PLC（4）的IO模块（14）相连；吊具的开闭位置检测编码器（B01）与吊具PLC（4）相连。
【专利说明】一种用于条钢方钢的自动化搬运设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉一种用于条钢方钢的自动化搬运设备。
【背景技术】
[0002]在钢铁企业中的条钢方钢生产厂中，起重机是产品的主要搬运设备，通常用于条钢方钢搬运的起重机都是与地面生产中心有着数据通讯网络(L3系统)，由生产中心提供吊运数据信息，然后由起重机操作人员操作起重机到指定位置进行搬运作业。虽然工作单一，但由于生产是24小时连续进行，所以起重机的作业强度非常高，虽然操作员有倒班制度，但在每个员工的工作期间都是连续进行作业，相对于其他起重机的操作员工，其作业强度要高出很多，常常会因为操作人员的疲劳导致生产事故发生。实际上该起重机已经具备了一定的自动化条件，而自动化的应用既可以提高生产效率又可以节约人力成本，降低员工的工作强度可谓一举两得。
实用新型内容
[0003]为了解决上述问题，本实用新型提供一种有效地解决方案，在条钢方钢厂的起重机上安装自动化搬运设备，实现起重机的全自动化搬运，大幅度降低人力的工作强度，同时也可以大幅度提闻生广效率。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该自动化搬运设备包括起升高度检测编码器、小车位置检测编码器、大车位置检测编码器、吊具PLC与总线分配器，各部分依次相连；总线分配器与自动化搬运PLC通过Profibus总线相连；工控机与自动化搬运PLC的以太网模块相连；原起重机的L3设备与工控机相连；自动化搬运PLC通过数据总线接口与起重机的驱动装置相连；吊具限位和吊具的开闭驱动器与吊具PLC的IO模块相连；吊具的开闭位置检测编码器与吊具PLC相连。
[0005]L3设备为起重机原有设备，其原来只具有向起重机操作员工提供显示信息的功能，现在将其连接到自动化设备的工控机上，将数据提供给工控机，这样操作人员通过工控机既可以了解原来L3的数据信息，又可以通过对工控机的操作实现起重机的自动化运行。工控机根据操作员的操作将数据通过以太网发送到自动化搬运PLC，自动化搬运PLC接收到指令后经过分析确认和比较后，将可执行命令发送到各个机构的驱动装置以及吊具PLC，驱动装置根据控制指令控制起升变频器、大车变频器、小车变频器运行，起升变频器、大车变频器、小车变频器收到自动化搬运PLC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，同时吊具PLC也将自动化搬运PLC的指令经分析后传递到吊具开闭驱动使吊具完成自动化搬运PLC要求的动作。运行过程中自动化搬运PLC通过各个位置编码器实时监测起升、大车、小车、吊具的实际位置，通过吊具PLC采集吊具的限位，开闭位置信息，判断起升、大车、小车、吊具是否运行在安全位置，从而保证起升、大车、小车、吊具的定位准确，运行安全。操作员工由原来的亲自进行起重机操作，转变为监督起重机的安全运行，劳动强度大大降低。[0006]本实用新型的有益效果是实现了起重机操控指挥人员减少，大幅度降低了人员成本和人身伤亡的事故率，大幅度降低人力的工作强度，同时也可以大幅度提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的自动化搬运设备与原系统连接图。
[0008]图中:I是原起重机L3设备，2是本实用新型自动化搬运设备控制柜，3是本实用新型吊具控制柜，QO是总断路器，KO是总接触器，QlO是起升变频器动力电源隔离开关，Qll时小车变频器动力电源隔离开关，Q12是大车变频器动力电源隔离开关，Ul是起升变频器，U2是小车变频器，U3是大车变频器，MOl是起升电动机，M02是小车电动机，M03和M04是大车电动机，BOl是起升速度反馈编码器，B02是小车速度反馈编码器，B03是大车速度反馈编码器。
[0009]图2是本实用新型自动化搬运设备系统结构图。
[0010]图中:4是吊具PLC, 5是吊具限位，6是吊具开闭驱动器，7是自动化搬运PLC, 8是连接原起重机驱动设备的接口，9是总线分配器，10是以太网总线，11是原起重机的L3设备，12是工控机，13是自动化搬运PLC的以太网模块，14是吊具PLC的IO模块。
【具体实施方式】
[0011]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。
[0012]实施例:
[0013]1.自动化搬运设备与原机系统的连接
[0014]自动化搬运设备与原系统连接图如图1所示。
[0015]图中，I是原起重机L3设备，2是本实用新型自动化搬运设备控制柜，3是本实用新型吊具控制柜，QO是总断路器，KO是总接触器，QlO是起升变频器动力电源隔离开关，Qll时小车变频器动力电源隔离开关，Q12是大车变频器动力电源隔离开关，Ul是起升变频器，U2是小车变频器，U3是大车变频器，MOl是起升电动机，M02是小车电动机，M03和M04是大车电动机，BOl是起升速度反馈编码器，B02是小车速度反馈编码器，B03是大车速度反馈编码器。
[0016]由于目前在条钢方钢生产厂用于生产作业的起重机都采用变频器作业，同时也具备L3设备，这些都为自动化实施打下了基础，本实用新型通过取代原来的PLC控制系统，将自动化设备通过数据总线与原机的驱动装置进行连接即可实现全自动化运行。图1中U1，U2，U3分别是起升、大车、小车变频器，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。本实用新型要求各个驱动装置以数据总线的方式进行控制，所以如果原机未采用该方式时还需要加装附加的通讯板卡实现与自动化搬运设备的数据通讯。
[0017]本实施例对于起重机的三个机构的位置检测设备都采用了配置绝对值编码器的方式来实现位置检测，这种方案的优点就是实施工艺简单，成本低。由于搬运起重机对精度要求不高，同时有操作员工在进行监控，所以可以保证位置定位的准确性。
[0018]本实用新型还包括一个自动化吊具，该吊具采用带有PLC的控制柜进行控制，可以与自动化设备的PLC在实现数据通讯控制，自动化设备的PLC安装于自动化搬运设备控制柜中。
[0019]L3设备连接到自动化搬运设备控制柜，进行远程的数据传递，吊具控制柜也连接到自动化设备控制柜，由自动化搬运PLC统一控制。
[0020]2.自动化搬运设备的系统结构
[0021]本实施例系统结构见图2。其中4是吊具PLC，5是吊具限位，6是吊具开闭驱动器，7是自动化搬运PLC，8是连接原起重机驱动设备的接口，9是总线分配器，10是以太网总线，11是原起重机的L3设备，12是工控机，13是自动化搬运PLC的以太网模块，14是吊具PLC的IO模块。
[0022]本实用新型以自动化搬运PLC为核心连接周边设备，通过L3设备实现远程数据的接收，完成自动化的远程数据准备功能。PLC通过数据总线连接起重机的驱动装置，通过数据总线传递控制数据。起重机的三个位置检测编码器都采用总线通讯的形式与PLC进行数据交换。为了保证数据的可靠性和在出现网络设备故障时不影响自动化搬运PLC的工作，将编码器通过总线分配器连接到自动化搬运PLC，这样可以有效隔离各个总线设备的电气故障，不会因为某个设备的故障导致自动化搬运PLC停机。吊具PLC也通过总线分配器连接到自动化搬运PLC，这样也可以规避因为吊具造成自动化搬运PLC的停机问题。本实施例采用了工控机作为全新的人机界面系统，既可以显示L3的数据信息，同时也可以进行数据修正和操作指令地输入，以及实现起重机各个机构的实时状态显示和记录所有故障信息和状态信息。
[0023]操作员工根据L3的数据信息，对工控机进行参数设置和指令修改，在进行确认操作之后，工控机会完成输入数据的处理将指令发送到自动化搬运PLC，由自动化搬运PLC完成控制指令的转化完成对起重机的驱动装置的控制和吊具的控制实现自动化运行。
【权利要求】
1.一种用于条钢方钢的自动化搬运设备，其特征在于:该自动化搬运设备包括起升高度检测编码器(B02)、小车位置检测编码器(B03)、大车位置检测编码器(B04)、吊具PLC(4)与总线分配器(9)，各部分依次相连；总线分配器(9)与自动化搬运PLC (7)通过Profibus总线相连；工控机(12)与自动化搬运PLC (7)的以太网模块(13)相连；起重机的L3设备(11)与工控机(12)相连；自动化搬运PLC (7)通过数据总线接口(8)与起重机的驱动装置相连；吊具限位(5)和吊具的开闭驱动器(6)与吊具PLC (4)的IO模块(14)相连；吊具的开闭位置检测编码器(BOl)与吊具PLC (4)相连。
【文档编号】B66C13/08GK203419678SQ201320256067
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年5月12日 优先权日:2013年5月12日
【发明者】周德峰 申请人:大连宝信起重技术有限公司