鋼管收集料筐緩沖裝置精確定位的應(yīng)用

王超++周好斌

摘 要：簡要介紹了通過簡單的改造實現(xiàn)鋼管收集裝置精確定位的相關(guān)情況。在不改變原有機械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過改變收集裝置的控制元件和驅(qū)動裝置，利用西門子S7 400系列可編程控制器優(yōu)化控制程序，可以精確定位鋼管收集料筐緩沖裝置。

關(guān)鍵詞：鋼管；收集料筐緩沖裝置；PLC控制程序；撥料裝置

中圖分類號：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.108

在眾多鋼鐵制造業(yè)中，鋼管收集裝置采用的都是U形剛性料筐，生產(chǎn)的鋼管進(jìn)入收集區(qū)域后直接從撥料裝置落入收集料筐內(nèi)。由于鋼管相距落差較大，鋼管與鋼管之間會因為碰撞產(chǎn)生較大的噪聲，同時，這種碰撞也容易碰傷鋼管表面。因此，相關(guān)企業(yè)采取了一些措施，從機械方面入手改造、設(shè)計了一些能夠減輕鋼管碰撞的收集料筐裝置，但效果不是很理想——即便有一些效果較好的設(shè)計方案，改造設(shè)備時需投入較多的資金，施工難度高，不易實施，所以，大部分鋼管生產(chǎn)企業(yè)的收集料筐基本都存在這個問題。

目前，在各鋼鐵制造業(yè)中，許多企業(yè)使用的是電機拖動電力推桿牽動鋼絲繩伸縮這種形式的料筐收集鋼管，但在實際使用過程中，不同電機的電力推桿控制行程不同，導(dǎo)致多根鋼絲繩高低不一致，鋼管不能平穩(wěn)地擺放在料筐內(nèi)，鋼管收集緩沖放置的難題依然存在。

本文主要通過改造鋼管收集料筐緩沖裝置的電氣控制實現(xiàn)了電動推桿的精確定位，從而解決了鋼管收集料筐緩沖裝置中存在的問題。

1 收集料筐結(jié)構(gòu)組成和工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

鋼管收集料筐緩沖裝置是由滑輪組、電力推桿、驅(qū)動電機、

鋼絲繩和支座等部件組成，具體如圖1所示，每個鋼管收集料筐由4組緩沖裝置組成，收集的鋼管由4根鋼絲繩托起。1.2 工作原理

由圖1所示，當(dāng)收集料筐內(nèi)沒有鋼管時，鋼絲繩處于水平狀態(tài)；當(dāng)鋼管依次落入料筐內(nèi)，4組驅(qū)動電機同時運行時，電

力推桿拉伸，鋼絲繩通過滑輪組實現(xiàn)升降。驅(qū)動電機的啟停是由接觸器控制的。

2 電力推桿控制方式

2.1 控制方面存在的問題

電力推桿控制方面存在的問題有以下3點：①電力推桿驅(qū)動電機沒有抱閘，在其運行過程中，鋼絲繩無法停在指定位置；②電力推桿行進(jìn)速度過快，慣性比較大；③4臺電機分別控制4組電力推桿，啟動時能夠同時動作，停止時卻不能保證同步停止。

這些問題導(dǎo)致1個收集料筐4根鋼絲繩運行時始終無法停在指定位置。鋼絲繩停止位置不一致，使得鋼管傾斜擺放在料筐內(nèi)，存在極大的安全隱患。

2.2 改造方案

針對電力推桿在控制方面存在的問題，對設(shè)備硬件進(jìn)行了相關(guān)改造：①更換額定轉(zhuǎn)速低、帶抱閘的電機，使電力推桿實現(xiàn)即時啟動即時停止的效果，消除不同電機因在轉(zhuǎn)速上的不同步造成的電力推桿在工作過程中的差異；②在每組電力推桿的行程中增加檢測開關(guān)，通過檢測開關(guān)確定每組電力推桿的位置，使4組電力推桿同步停止，生產(chǎn)時根據(jù)鋼管收集數(shù)量調(diào)整電力推桿的停止位置。

2.3 實施方案

用帶有內(nèi)置抱閘的8極電機替換原有的6極普通三相異步電機。這樣做，一方面，能保證電機與控制信號同步即時停止運轉(zhuǎn)，另一方面，能減慢電力推桿的運行速度。

如圖2所示，將每組電力推桿的行程分為4個位置，每個位置增加1個到位檢測開關(guān)，以控制電力推桿的啟停位置。在生產(chǎn)中，根據(jù)鋼管數(shù)量分別將電力推桿控制在A，B，C，D4個不同的位置。控制所有的電力推桿，并準(zhǔn)確定位，可以實現(xiàn)鋼絲繩的同步升降。

2.4 運行效果

改造完成后，在鋼管收集作業(yè)中，當(dāng)鋼管將收集料筐鋼絲繩最高位鋪滿時，操作人員只需在操作臺上按下“下降”按鈕，4組電力推桿便會自動由A位置向B位置運行，4根鋼絲繩同時下降，4組電力推桿到達(dá)B位置停止動作。隨著鋼管的不斷放入，可依次操作使電力推桿到達(dá)C位置和D位置。當(dāng)電力推桿達(dá)到D位置時，鋼絲繩到最低位，鋼管收滿。在電力推桿運行的過程中，如果有任何一組或多組電力推桿沒有到達(dá)指定位置停止，為了保證電力推桿運行的同步性，將無法再次操作電力推桿。這時，需要調(diào)整到位檢測開關(guān)的位置后方可繼續(xù)使用，

而且每組電力推桿的運行停止操作都是由單獨的信號控制的。根據(jù)到位信號停止動作，能保證所有推桿的同步性。在使用過程中，如果出現(xiàn)電力推桿在某一停止位4根鋼絲繩高度不一致的情況，可以通過調(diào)整電力推桿停止位（接近開關(guān)位置）來調(diào)整鋼絲繩的高度。

3 軟件程序設(shè)計

收集料筐軟件控制系統(tǒng)是用PLC設(shè)計的，通過PROFIBUS總線通信，建立主機與分布式I/O站的連接，并根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和I/O點的分配情況確定各輸入/輸出信號（比如電機運行狀態(tài)、接近開關(guān)信號等）。依據(jù)各種變量的邏輯關(guān)系可以編制PLC控制程序，該程序的編寫采用的是梯形圖敘述形式，通過PLC軟件編程可以實現(xiàn)收集料筐電氣系統(tǒng)的邏輯控制，同時，還可以通過對電氣信號的聯(lián)鎖控制保護電機、電力推桿等部件。電力推桿驅(qū)動電機上升運行控制程序如圖3所示。

4 結(jié)束語

對電氣控制方面的改造能夠確定鋼管收集料筐緩沖裝置的位置，充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，減少收集過程中鋼管間撞擊產(chǎn)生的噪聲。改造后，電力推桿控制原理簡單，改造成本低，易于實施，操作方便，工作穩(wěn)定、可靠，是鋼管收集料筐緩沖裝置的最佳實施方案。

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〔編輯：白潔〕