專利名稱：炭塊堆垛天車的控制系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種炭塊堆垛天車，尤其涉及一種炭塊堆垛天車的控制系統及控制方法。
背景技術：
隨著鋁工業發展迅速，大型預焙陽極的需要量也日益增大，大型電解鋁廠的陽極倉庫為滿足生產發展的需要也迅速提高炭塊堆垛天車生產率，目前已經由一次夾持11個炭塊發展到一次夾持18～22個炭塊，而且要求天車的運行速度快，這就需要天車的操作人員高度集中精力避免誤操作，從目前的使用情況看誤操作是難免的。
發明內容
本發明就是為了解決上述問題而提供的一種炭塊堆垛天車的控制系統及控制方法，其目的是使炭塊堆垛天車的動作連鎖，增加了自動控制的范圍，減輕操作人員的勞動強度，提高工作效率，使操作和系統更加安全。
為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的炭塊堆垛天車的控制系統，其結構為一號開關和七號開關，用于給PLC控制器發送夾具組運行位置信號，使PLC控制器控制夾具組的運行速度或使夾具停止；三號開關和四號開關，用于給PLC控制器發送旋轉掛鉤運行位置信號，使PLC控制器控制起重電機通電；九號開關，用于給PLC控制器發送夾具組在最上部位置信號，使PLC控制器控制起重電機斷電；PLC控制器，用于接收各開關輸入的信號，并發出控制指令給各個執行元件，其中執行元件為電磁鐵、起重電機和行走電機，各開關的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端與執行元件連接。
所述的執行元件還包括電葫蘆。
所述的一號開關、三號開關、四號開關、七號開關和九號開關為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關的一種或組合。
所述的一號開關安裝在夾具橫梁上。
所述的三號開關和四號開關安裝在夾具框架上。
所述的七號開關安裝在主梁的上側。
所述的九號開關安裝在主梁的下側。
所述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括2-6個五號開關，用于給PLC控制器發送天車運行在廠房兩端的位置信號，使PLC控制器控制行走電機斷電。
所述的五號開關安裝在端梁的兩端。
所述的五號開關為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關。
所述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括六號開關和十一號開關，用于給PLC控制器發送電葫蘆位于兩端的位置信號，PLC控制器控制電葫蘆斷電。
所述的六號開關和十一號開關安裝在主梁的下側電葫蘆的運行軌道上。
所述的六號開關和十一號開關為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關中的任意一種。
所述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括八號開關，用于給PLC控制器發送夾具組下降或上升速度過快即起重電機超過設定的轉速信號。
所述的八號開關安裝在起重電機的尾端輸出軸上。
所述的八號開關也可以安裝在起重電機的內部。
所述的八號開關為超速開關。
所述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括十號開關，用于給PLC控制器發送九號開關失靈、起重電機仍然運行、并超過了設定的轉數信號。
所述的十號開關安裝在卷筒上。
所述的十號開關為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關。
所述的十號開關也可以是自動循環的行程或程序的控制開關。
炭塊堆垛天車的控制方法，它包括下述工藝步驟一號開關和七號開關檢測夾具組運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號并發出控制指令控制夾具組的運行速度或使夾具停止；三號開關和四號開關檢測旋轉掛鉤的運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令控制起重電機通電；九號開關檢測夾具組在最上部位置的信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使起重電機斷電。
所述的炭塊堆垛天車的控制方法還包括下述步驟五號開關檢測到行走電機運行到車間廠房的端部時將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使行走電機斷電。
所述的炭塊堆垛天車的控制方法還包括下述步驟十號開關檢測到九號開關失靈、起重電機仍然運行、并超過了設定的轉數信號后將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使起重電機斷電，夾具組靜止。
所述的炭塊堆垛天車的控制方法還包括下述步驟六號開關和十一號開關檢測到電葫蘆位于兩端的位置信號后將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令給電葫蘆，使電葫蘆斷電。
所述的炭塊堆垛天車的控制方法還包括下述步驟八號開關檢測到夾具組下降或上升速度過快即起重電機超過設定的轉速信號后將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令給起重電機，使起重電機減速。
所述的炭塊堆垛天車的控制方法還包括下述步驟所述的九號開關或十號開關不給PLC控制器發送信號，行走電機處于“鎖住”狀態。
所述的九號開關或十號開關不給PLC控制器發送信號和四號開關不給PLC控制器發送信號電葫蘆處于“鎖住”狀態。
本發明的優點和效果使炭塊堆垛天車的動作連鎖，增加了自動控制的范圍，減輕操作人員的勞動強度，提高了工作效率，使操作和系統更加安全。本發明避免了不規范操作引起的設備和人身事故，另外從安全性考慮又增加了二級保護措施。
圖1是夾具觸頭剛接觸炭塊時的炭塊堆垛天車狀態結構示意圖。
圖2是夾具下降到位時的炭塊堆垛天車狀態結構示意圖。
圖3是電磁鐵斷電時的炭塊堆垛天車狀態結構示意圖。
圖4是夾具框架提升時的炭塊堆垛天車狀態結構示意圖。
圖5是炭塊堆垛天車結構示意圖。
圖6是炭塊堆垛天車控制系統結構方框圖。
1.一號開關；2.行走電機；3.夾具框架；4.彈簧；5.三號開關；6.四號開關；7.電磁鐵；8.旋轉掛鉤；9.夾具觸頭；10.夾具橫梁；11.五號開關；12.電葫蘆；13.六號開關；14.七號開關；15.鋼絲繩；16.八號開關；17.起重電機；18.九號開關；19.導向架；20.十號開關；21.十一號開關。
具體實施例方式
下面對本發明的實施例結合附圖加以詳細描述，但本發明的保護范圍不受實施例所限。
如圖1-圖6所示，炭塊堆垛天車的控制系統，其結構如下一號開關1和七號開關14，用于給PLC控制器發送夾具組運行位置信號，使PLC控制器控制夾具組的運行速度或使夾具停止，一號開關1安裝在夾具橫梁10上，七號開關14安裝在主梁的上側；三號開關5和四號開關6，用于給PLC控制器發送旋轉掛鉤8運行位置信號，使PLC控制器控制起重電機17通電，三號開關5和四號開關6安裝在夾具框架3上；九號開關18，用于給PLC控制器發送夾具組在最上部位置信號，使PLC控制器控制起重電機17斷電，九號開關18安裝在主梁的下側；PLC控制器，用于接收各開關輸入的信號，并發出控制執行給各個執行元件，其中執行元件為電磁鐵7、起重電機17、電葫蘆12和行走電機2，各開關的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端與執行元件連接。
上述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括2-6個五號開關11，用于給PLC控制器發送天車運行到廠房兩端的位置信號，使PLC控制器控制行走電機2斷電，五號開關11安裝在端梁的兩端。
上述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括六號開關13和十一號開關21，用于給PLC控制器發送電葫蘆12位于兩端的位置信號，PLC控制器控制電葫蘆12斷電，六號開關13和十一號開關21安裝在主梁的下側電葫蘆12的運行軌道上。
上述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括八號開關16，用于給PLC控制器發送夾具組上升或下降速度過快即起重電機17超過設定的轉速信號，八號開關16安裝在起重電機17的尾端輸出軸上或安裝在起重電機的內部，八號開關16為超速開關。
上述的炭塊堆垛天車的控制系統還包括十號開關20，用于給PLC控制器發送九號開關18失靈、起重電機17仍然運行、并超過了設定的轉數信號，十號開關20安裝在卷筒上，十號開關20可以是自動循環的行程或程序的控制開關。
上述的一號開關1、三號開關5、四號開關6、五號開關11、六號開關13、七號開關14、九號開關18、十號開關20和十一號開關21可以選擇感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關中的任意。
炭塊堆垛天車的控制方法，具體如下原始位置夾具組在上部，夾具張開，電磁鐵7通電，彈簧4被拉伸。
夾取炭塊行走電機2運行，運行到炭塊的位置處停止，如果運行到車間廠房的端部，則五號開關將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使行走電機2斷電，如果五號開關11失靈，則端梁的緩沖裝置撞在車間廠房的端部，以緩沖其撞擊力；起重電機17通電，夾具組快速下降，待夾具觸頭剛接觸炭塊時(圖1)，一號開關將檢測到的此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號并發出控制指令控制夾具組減速下降，待夾具下降到位時，七號開關14檢測到此夾具組運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號并發出控制指令使起重電機17斷電，夾具組靜止；電磁鐵7斷電，彈簧4拉動，三號開關5檢測到旋轉掛鉤8的運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令控制起重電機17通電，夾具組上升；待夾具組上升到一定高度，九號開關18檢測夾具組在最上部位置的信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使起重電機17斷電，夾具組靜止，如果九號開關18失靈，即起重電機17仍然運行，但超過設定的轉數，則十號開關20檢測到此信號，并將檢測的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令控制起重電機17斷電，夾具組靜止；放炭塊行走電機2運行，運行到位后停止，起重電機17通電，夾具組下降，夾具組下降到位后，起重電機17斷電，夾具組靜止。如果夾具組上升或下降速度過快即起重電機17超過設定的轉速，則八號開關16檢測到此信號，并將檢測的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令控制起重電機17減速；待夾具下降到位時，七號開關14檢測到此夾具組運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號并發出控制指令使起重電機17斷電，夾具組靜止；電磁鐵7通電，四號開關6測到旋轉掛鉤8的運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令控制發指令，起重電機17通電，夾具組上升，返回原始位置。
電葫蘆12工作，如運行到最左端或最右端(操作上不允許這樣)，則六號開關13或十一號開關21檢測到此信號，并將檢測的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令控制電葫蘆12“鎖住”。
安全連鎖如果九號開關18或十號開關20不發指令，行走電機2處于“鎖住”狀態。如果九號開關18或十號開關20不發指令和四號開關6不發指令，電葫蘆12處于“鎖住”狀態。
權利要求
1.炭塊堆垛天車的控制系統，其結構為一號開關(1)和七號開關(14)，用于給PLC控制器發送夾具組運行位置信號，使PLC控制器控制夾具組的運行速度或使夾具停止；三號開關(5)和四號開關(6)，用于給PLC控制器發送旋轉掛鉤(8)運行位置信號，使PLC控制器控制起重電機(17)通電；九號開關(18)，用于給PLC控制器發送夾具組在最上部位置信號，使PLC控制器控制起重電機(17)斷電；PLC控制器，用于接收各開關輸入的信號，并發出控制指令給各個執行元件，其中執行元件為電磁鐵(7)、起重電機(17)和行走電機(2)，各開關的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端與執行元件連接。
2.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的執行元件還包括電葫蘆(12)。
3.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的一號開關(1)、三號開關(5)、四號開關(6)、七號開關(14)和九號開關(18)為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關的一種或組合。
4.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的一號開關(1)安裝在夾具橫梁(10)上。
5.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的三號開關(5)和四號開關(6)安裝在夾具框架(3)上。
6.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的七號開關(14)安裝在主梁的上側。
7.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的九號開關(18)安裝在主梁的下側。
8.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于它還包括2-6個五號開關(11)，用于給PLC控制器發送天車運行在廠房兩端的位置信號，使PLC控制器控制行走電機(2)斷電。
9.根據權利要求8所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的五號開關(11)的數量為2-6個，并安裝在端梁的兩端。
10.根據權利要求8或9所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的五號開關(11)為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關。
11.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于它還包括六號開關(13)和十一號開關(21)，用于給PLC控制器發送電葫蘆(12)位于兩端的位置信號，PLC控制器控制電葫蘆(12)斷電。
12.根據權利要求11所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的六號開關(13)和十一號開關(21)安裝在主梁的下側電葫蘆(12)的運行軌道上。
13.根據權利要求11或12所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的六號開關(13)和十一號開關(21)為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關中的任意一種。
14.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于它還包括八號開關(16)，用于給PLC控制器發送夾具組下降或上升速度過快即起重電機(17)超過設定的轉速信號。
15.根據權利要求14所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的八號開關(16)安裝在起重電機(17)的尾端輸出軸上。
16.根據權利要求14所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的八號開關安裝在起重電機的內部。
17.根據權利要求14、15或16所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的八號開關(16)為超速開關。
18.根據權利要求1所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于它還包括十號開關(20)，用于給PLC控制器發送九號開關(18)失靈、起重電機(17)仍然運行、并超過了設定的轉數信號。
19.根據權利要求18所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的十號開關(20)安裝在卷筒上。
20.根據權利要求18或19所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的十號開關(20)為感應式接近開關、光電開光或機械式行程開關中。
21.根據權利要求18或19所述的炭塊堆垛天車的控制系統，其特征在于所述的十號開關(20)是自動循環的行程或程序的控制開關。
22.炭塊堆垛天車的控制方法，它包括下述工藝步驟一號開關(1)和七號開關(14)檢測夾具組運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號并發出控制指令控制夾具組的運行速度或使夾具停止；三號開關(5)和四號開關(6)檢測旋轉掛鉤(8)的運行位置信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令控制起重電機(17)通電；九號開關(18)檢測夾具組在最上部位置的信號，并將檢測到的信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使起重電機(17)斷電。
23.根據權利要求22所述的炭塊堆垛天車的控制方法，其特征在于還包括下述步驟五號開關(11)檢測到天車運行到車間廠房的端部時將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使行走電機(2)斷電。
24.根據權利要求22所述的炭塊堆垛天車的控制方法，其特征在它還包括下述步驟十號開關(20)檢測到九號開關(18)失靈、起重電機(17)仍然運行、并超過了設定的轉數信號后將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令使起重電機(17)斷電，夾具組靜止。
25.根據權利要求22所述的炭塊堆垛天車的控制方法，其特征在它還包括下述步驟六號開關(13)和十一號開關(21)檢測到電葫蘆(12)位于兩端的位置信號后將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令給電葫蘆(12)，使電葫蘆(12)斷電。
26.根據權利要求22所述的炭塊堆垛天車的控制方法，其特征在它還包括下述步驟八號開關(16)檢測到夾具組下降或上升速度過快即起重電機(17)超過設定的轉速信號后將此信號發送給PLC控制器，PLC控制器接收此信號后發出控制指令給起重電機(17)，使起重電機(17)減速。
27.根據權利要求22所述的炭塊堆垛天車的控制方法，其特征在它還包括下述步驟所述的九號開關或十號開關不給PLC控制器發送信號，行走電機處于“鎖住”狀態。
28.根據權利要求22所述的炭塊堆垛天車的控制方法，其特征在它還包括下述步驟所述的九號開關或十號開關不給PLC控制器發送信號和四號開關不給PLC控制器發送信號電葫蘆處于“鎖住”狀態。
全文摘要
本發明公開了一種炭塊堆垛天車，尤其涉及一種炭塊堆垛天車的控制系統及控制方法。它包括采集信號的1號至11號開關，和執行元件電磁鐵(7)、電葫蘆(12)、起重電機(17)和行走電機(2)以及PLC控制器。本發明控制系統和控制方法能使炭塊堆垛天車的動作連鎖，增加了自動控制的范圍，避免了天車的操作人員誤操作，減輕操作人員的勞動強度，避免了不規范操作引起的設備和人身事故，另外從安全性考慮又增加了二級保護措施。
文檔編號B66C13/22GK101058391SQ20071001149
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月29日 優先權日2007年5月29日
發明者齊忠昱, 方明勛, 王林華 申請人:沈陽鋁鎂設計研究院