浅谈天车自动控制系统的优化改进
摘要：天车系统作为AMHS系统关键组成，主要结构包括吊运车、吊运车轨道、升降装置、抓取抓盘和供电系统等部分。吊运车作为物料抓取、存放、通信的主要单元部件，是天车系统的关键部件，其性能的好坏，直接决定了天车系统的性能;吊运车轨道作为天车系统的支撑单元，主要起导向和承力的作用;供电系统作为天车系统的电力单元，主要为天车系统提供电力、能源.保障。本文就天车自动控制系统的优化进行分析。
关键词：天车;自动控制;优化
一、PLC的结构及特点
PLC即可编程逻辑控制器，实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，由电源、中央处理单元、存储器、输入输出接口电、功能模块、通信模块路构成。当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。它的特点有：系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长;也能进行连续过程的PID回路控制;并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化;使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件;能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
在现代工业控制中，PLC由于具有可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，应用灵活，编程方便，易于使用，控制系统设计、安装、调试、维修方便，维修工作量少等一系列的优点而得到了广泛的应用。
二、PLC的类型及选型规则
可编程逻辑控制器按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型可编程逻辑控制器的IO点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统;模块型可编程逻辑控制器提供多种IO卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。在可编程逻辑控制器系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。
三、天车系统自动控制系统的优化设
（一）优化天车停送电操作方式
对传统继电保护盘电路图分析，通过编写PLC程序可以实现原车保护盘的所有功能。原车继电控制系统通过紧急开关控制中间接触器，中间接触器再控制主电源，控制方式虽然简单，但安全性较低，而整改后的停送电方式控制设备升级，变为启动和停止红绿两个按钮开关，增加急停按钮，方便在无法控制天车时，紧急断电。把大继电器更改为安全电压内的LED指示灯继电器，更换直接拔插，节约抢修时间。控制点增加，在停送电操作时安全性能大大提高。
（二）优化天车起升系统限位
增加重锤限位，原本天车只有一级限位，安装在主钩副钩滚简附近，与滚简同轴转动，内有安装齿轮结构在上升到限位高度触电弹开，主钩停止上升。但由于齿轮及触电：工作可靠性不高，偶尔会发生失灵或者没有在限位高度弹开触点，存在极不安全的隐患，所以增加重锤限位，短封天车一级限位，指挥天车点动，上升到一级限位，由天车工与维修工确定二级限位高度，在主钩滚简处向下垂吊重锤限位，固定与接线，在重锤处安装U型固定支架，套在主钩钢丝绳上，防止重锤摆动。在一级限位上20cm位置安装重锤，主钩钩头轮顶到重锤触发开关直接控制总断路器停止工作，防止顶钩现象发生。
（三）增加天车零位保护
优化系统前，天车停送电工作是随时进行，各操作单元不必在零位时就可进行送电工作，当天车处于长时间停车状态后，由于各种原因有可能导致控制器不在零位，天车操作人员在吊运任务下达后，直接投入吊运工作，进行送电，不在零位的机构会突然产生负荷，进行动作，有可能导致大车撞车、小车失控、起升装置触发上升或下降限位，碰撞到地面人员及设备。天车操作联动台自带零位触电，在零位时处于接通状态，而运行命令则处于断开状态，只有在零位进行送电工作是才不会导致天车的误动作，所以将天车起升机构、行车机构零位点全部串联到一起，并控制天车的送电系统才不会导致误动作的产生。
四、结语
在完成以上优化和改进后，天车就会避免出现由于保护盘无法送电而引起的天车突然停车情况，也不会出现由于天车断电引起的撞车，溜钩现象。当天车出现故障时，维修时间也会大大缩短，处理突发事故的时间由原来的平均8分钟缩短到4分钟。通过观看PLC控制屏的继电器工作狀态与主站从站的输入、输出信号能在最短的时间内找到故障的所在，并及时处理。增加零位保护系统之前，天车在送电之后，由于控制器没有处于零位而引起天车无控状态行车，主钩、副钩上升无控上升下降。增加零位保护系统后，所有控制器只有在零位时才能送点，没有出现过铁水钢包撞击墙面或者撞击下方设备人员情况。加装主钩、副钩系统优化功能，由于天车环境恶劣，主钩、副钩限位线时常会出现断裂接地等现象，通过优化，在天车主钩、副钩只能下降不能上升的情况下，天车工只需同时按下联动台优化按钮，可以保证主钩顺利起升一段距离，不会影响紧张的生产节奏，给维修工作赢得了抢修时间。将重锤限位写入PLC程序，可以时刻知道重锤;限位的工作情况，避免了由于重锤限位失灵引发的安全隐患。
参考文献：
[1]刘文波，李俊，程浩，等.自动控制技术在天车上的应用[J].电工技术，2013（3）.
[2]王鑫.浅谈PLC在天车自动控制系统中的应用[J].商情，2012（46）.