纜機運行目標位置安全限位功能設置及應用

吉沙日夫，王樹強，陳志宇

(1.三峽建設管理有限公司白鶴灘工程建設部，四川 寧南 615421；2.中國長江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443000)

白鶴灘大壩工程共布置平移式纜機7臺，采用高、低線雙層布置，其中高線布置3臺，低線布置4臺。主要取料平臺同樣采用高、低雙層布置，即高程834 m的高線取料平臺和高程768 m的低線取料平臺[1]。

1 目標位置安全限位功能設置的必要性

纜機作為峽谷式水電站大壩混凝土澆筑、吊雜、金屬結構安裝吊運的唯一手段，其橫跨整個大壩，是水電站建設期間安全風險最高的施工設備，其中，人的因素引起的纜機安全事故率較高。

由于白鶴灘纜機數量多，且分高低布置，大壩取料平臺也有高低線平臺，指揮信號串線、誤指揮、誤操作等安全隱患較大。據統計2017年3月至2018年3月，因纜機運行相關引起的安全風險共7起，其中因誤指揮、誤操作等因素引起的安全風險共3起，占43%。做好纜機運行的誤指揮、誤操作的安全隱患的預控，可降低纜機運行的安全風險，急需對纜機操作系統進行優化設計。

2 目標位置安全限位功能設置

通過讀取纜機上吊鉤及小車的行程檢測系統的位置數據，增設纜機前目標位(澆筑倉位目標)和后目標位(上料平臺目標)功能[2]。其中，前目標位包括對小車和吊鉤的限速和限位，后目標位對小車進行限位。且以前、后目標位作為纜機運行的起點和終點，建立了一個吊罐安全運行區，如圖1中矩形框所示，纜機吊罐運行至超出此方框區域時，司機室報警器將報警，并減速直至停止。

安全限位示意圖如圖2，該系統可實現如下功能：

1)當大壩混凝土倉面澆筑時，對該倉混凝土首次取料點和首次卸料點進行定位，以該定位坐標點作為中心，設定安全限位區，見圖1中黃色方框。同時以前目標位定位坐標點作為基準點，實時顯示吊罐與前目標位的水平、垂直距離，見圖1紅圈中小車、吊鉤距離顯示數值。

2)當混凝土吊罐接近該安全限位區時向纜機司機語音播報減速的提示，司機室顯示屏上的安全限位區由綠色變為黃色，同時開始閃爍，隨著吊罐的緩慢靠近，閃爍頻率逐漸加快；當吊罐進入該安全限位區時，纜機大鉤及小車強制減速直至停止。

3)因前目標位和后目標位形成的矩形吊罐安全運行區中，各壩段高度不一，現場模板及施工機具布置情況復雜。為避免在此區域因操作失誤造成事故，程序中設定，在距倉面50 m范圍內，重罐時(卸料前)吊鉤可正常運行，小車速度限制在2檔以內；輕罐時(卸料后)只能運行吊鉤，小車被程序鎖定限動。當吊鉤高度提升至高于50 m，小車限速或限動鎖定解除，恢復正常運行狀態。

圖1 安全限位功能人機交互界面示意圖

圖2 安全限位示意圖

3 應用成效

該系統通過對取料點及卸料點位置進行確認，從而限定了纜機大鉤及小車運行范圍[3]。對卸料點和取料點進行了安全區域的設定，通過程序對目標位設定和限位功能進行聯合運行，使纜機運行速度和范圍進行標準化、程序化，纜機對司機及指揮人員的誤操作、誤指揮拒絕執行，達到了“想誤操作都難”的目的，有效避免了纜機人為誤操作和誤指揮引起的安全風險，形成了另一道纜機運行安全防護墻，同時減輕了操作司機的精神壓力。

4 結 語

該系統已使用于白鶴灘7臺纜機，投運后未發生誤操作、誤指揮引起的安全風險，應用效果良好，今后可在所有水電行業的纜機中進行推廣應用，甚至可推廣用于其他起重設備，具有良好的推廣應用價值[4-5]。

下一步將繼續優化、完善纜機控制系統，力爭做到無誤指揮、誤操作引起的安全風險。同時在該系統現有條件下，研發纜機吊罐自動送達功能，輔助纜機司機實現自動操作，降低纜機事故率。