（武漢鋼鐵股份有限公司設(shè)備管理部，湖北 武漢 430083）

爐前350t天車作業(yè)碰撞平臺問題解決方案

伍 菲 馬 紅 徐衛(wèi)文 周佑全

（武漢鋼鐵股份有限公司設(shè)備管理部，湖北 武漢 430083）

鋼鐵冶煉依靠吊車吊運鋼水罐進(jìn)行作業(yè)時碰撞地面設(shè)備的事故時有發(fā)生。引用電子設(shè)備控制為防止行車吊物碰撞地面設(shè)備提供了可能，據(jù)此開發(fā)了防碰撞裝置。

高度限制；電子標(biāo)簽；PLC

一、存在問題

武鋼煉鋼總廠四分廠煉鋼工藝采用氧氣復(fù)吹轉(zhuǎn)爐方式，煉鋼轉(zhuǎn)爐的平臺距離地面12m，轉(zhuǎn)爐爐口在轉(zhuǎn)爐平臺的上面。爐前30m高的房梁上安裝有3臺橋式起重機。由于吊車司機操作不當(dāng)，起升高度不夠時常與轉(zhuǎn)爐平臺相碰撞造成事故。如2011年3月29日7點25分，由于吊車主卷高度不夠，使吊物鐵水罐底部撞壞轉(zhuǎn)爐平臺北邊護(hù)欄，造成停產(chǎn)2h的事故。又如2012年1月18日，又因上述原因，鐵水空罐又一次將轉(zhuǎn)爐平臺上的拆爐機從12m高處撞落至地面，造成較大設(shè)備事故。上述兩起事故不僅影響了煉鋼正常生產(chǎn)，還造成了巨大的經(jīng)濟損失。如果不解決在煉鋼生產(chǎn)中鐵水罐直接撞到煉鋼平臺及設(shè)備的問題，還可能引發(fā)更大的事故。

經(jīng)對2號350t橋式起重機上現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在2號350t橋式起重機上加裝防碰撞裝置就可控制起重機的安全運行。

二、設(shè)備系統(tǒng)簡介

防碰撞裝置主要由電子標(biāo)簽定位、主卷極限及PLC控制系統(tǒng)組成。可以通過電子標(biāo)簽及主卷極限對吊車大車的運行位置和主卷的提升高度進(jìn)行采集，并傳輸給PLC，由PLC控制吊車在不同區(qū)域內(nèi)主卷高度。當(dāng)在某設(shè)定區(qū)域內(nèi)，如果吊車提升高度達(dá)不到預(yù)設(shè)值時，大車無法運行。系統(tǒng)如圖1所示。

圖1

1.PLC控制系統(tǒng)

爐前2#350t天車的控制系統(tǒng)由SIEMENS CPU315-2DP通過PROFIBUS連接DP從站和CP通信模塊等組成。控制系統(tǒng)硬件組態(tài)如圖2所示。

圖2

2.電子標(biāo)簽系統(tǒng)

此天車還有一套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)檢測采用射頻識別技術(shù)和編碼器技術(shù)相結(jié)合。將這種技術(shù)應(yīng)用于行車位置識別，并進(jìn)行動畫模擬仿真現(xiàn)場設(shè)備運行，記錄天車運行軌跡。通過天車上PLC把設(shè)備數(shù)據(jù)整合打包，運用無線數(shù)傳把所需信息傳到地面站，地面站通過軟件把接收信息進(jìn)行處理，及時為地面人員提供天車的實時狀態(tài)，并對關(guān)鍵指標(biāo)提出預(yù)警和報警。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3

系統(tǒng)通過天車安裝讀卡器掃描護(hù)欄標(biāo)簽信息，將標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳到PLC中，PLC再通過以太網(wǎng)模塊和數(shù)傳電臺實現(xiàn)無線發(fā)送，地面接收裝置接收PLC發(fā)過來數(shù)據(jù)傳送到計算機房工控機，工控機WEB發(fā)布到全廠辦公網(wǎng)中，可實現(xiàn)天車信息全廠監(jiān)控管理。

三、設(shè)計

針對煉鋼四分廠爐前3臺起重機的運行速度和工作的環(huán)境狀況分析，若想杜絕此類事故的發(fā)生，最佳方案是在控制系統(tǒng)里加上一套“高度限制大車行走，高度提醒”模塊。

有3臺雙梁雙軌起重機坐落在爐前跨度為21.75m、軌道標(biāo)高為26m、起升高度為龍門鉤(主鉤)都在29m、副鉤31m。起高極限為龍門鉤小于5m、副鉤小于2m。若是爐前2#350t天車司機每次吊鐵水跨越這個轉(zhuǎn)爐平臺時天車有“高度限制大車行走，高度提醒”功能，就能制止撞擊平臺事故的發(fā)生。

四、改進(jìn)方案的實施

按照上述方案，針對現(xiàn)場情況，研究制定了“點位限制，點位提醒”的方案，先對加料2號350t起重機做出方案試用。

先從南倉電氣室放一根KVVRP3×1.5的控制電纜到主起升卷揚旋轉(zhuǎn)極限找一個常開觸點接入PLC，把起升限位調(diào)到15.9m的位置動作。再在操作臺上裝一個指示燈接到司機室PLC；PLC輸入接線圖見圖4。

圖4

電氣PLC輸出圖見圖5。

圖5

系統(tǒng)通過天車讀卡器掃描護(hù)欄標(biāo)簽信息，將電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀到PLC中，再按照現(xiàn)場的特定環(huán)境，從北向南一共70個電子標(biāo)簽，每個電子標(biāo)簽距離5m，指定從南向北第57號電子標(biāo)簽，從北向南第50號電子標(biāo)簽，為指定的限制位置。

（方向：向右是50號電子標(biāo)簽，向左為57號電子標(biāo)簽，這是便于下面的PLC編程）

修改后的PLC系統(tǒng)如圖6、7、8所示。

圖6

圖8

這三套系統(tǒng)中程序段15、程序段12（增加的右行程序即圖5、6）。程序段13即圖7是高度指示程序。當(dāng)司機習(xí)慣向右行駛時，忘記主鉤的高度還沒到，還繼續(xù)開向轉(zhuǎn)爐平臺，設(shè)定在提前6m的位置做一個安全極限(57號標(biāo)簽的位置)和安全高度的限制，強迫天車在未達(dá)到此高度（15.9m）時自動減速3s后平穩(wěn)停下，只有高度達(dá)到才能通過。

左行程序與右行程序同理，只是把標(biāo)簽改為50號標(biāo)簽。

五、效果

這套系統(tǒng)2012年3月9日安裝使用至今沒有出現(xiàn)碰撞爐前平臺及設(shè)備事故。

TH213

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1671-0711（2014）10-0057-02

2014-07-13）