电解铝行业多功能天车两车联动程序优化

王威龙

摘要：近年来，中国铝电解工业发展迅速，铝电解过程电解槽已从过去的小规模自焙槽发展到计算机控制的大规模预焙槽。多功能天车的使用将电解操作工从繁忙、灼热的工作中解脱出来,是电解生产中不可或缺的关键重点设备。但由于设备的设计及安装过程中没有充分考虑电解实际生产,天车在生产运行中出现了许多问题，由于大.小车轨道没有吹灰装置,致使大车、小车经常不能正常启动。这些问题都制约着多功能天车作用的发挥,增加工人的劳动量,降低设备使用率,为此对天车系统存在的问题进行了优化,以提高装备水平。

关键词：电解铝；多功能天车；程序优化；

        引言

       铝产业的发展与电解铝产业的发展密切相关。在电解铝工业中，多功能铝电解冠装置是非常重要的设备，在日常生产管理活动中作为特殊设备进行管理。电解多功能天车在设计及安装过程中没有充分考虑电解实际生产,因此在生产运行中出现了许多制约其作用发挥的问题，如清理铲系统由于大、小车轨道没有吹灰装置,降低了设备使用率,通过对原系统中清理铲的限位及绝缘护套进行改造和优化，安装大小车轨道吹灰装置,使多功能天车的系统功能得以优化,在生产中能更好的发挥其功用[1]。

1、电解铝多功能天车的相关概述

        1984年，中国有色冶金机械有限公司生产了中国第一个电解铝多功能冠单元，1996年，中国第一个高纬度电解铝多功能冠单元被制造出来。2006年，为了开发新型电解铝多功能冠单元，引进了国外先进技术，提高了传统电解铝冠单元没有的功能，在一定程度上优化了设备的结构，具有广泛的消费者价值。电解铝多功能架空天车是生产大规模电解池用电解铝的主要设备，可以完成冲击电解液除壳、阳极更换、氧化铝粉添加和攻丝水等工作。电解铝的多功能桥式天车主要由手推车、手推车控制机制、工具手推车和步枪手推车组成[2]。

2、多功能天车运行中存在的问题

        2.1吸料管双驱动升降系统存在的问题

        铝电解桥式天车多功能物料抽吸系统的主要功能是将复盖烘烤阳极的碳块从烘烤炉室或炉底填料中抽吸出来，物料抽吸工作是在烘焙车间实施的第一个工作程序。总结了多功能电晕单元的工作过程，抽吸系统的工作质量直接关系到电晕单元的整体工作质量。因此，相关人员应充分关注吸入系统的运行质量。通常，多功能电晕单元抽吸系统的驱动力由两个链条型电力牵引装置提供，链条连接在抽吸管底部的两侧。工作时，如果电动升降机正向和反向转动，两个链条可以上下移动，以完成吸油管提升操作。在实际工作中，两个电动葫芦的生产参数和工作功率是相同的，但不可避免的是，在工作状态和性能上有很小的差异，而且这种差异会随着工作时间和工作量的增加而增加，导致两个电动葫芦的转速差异很大。大转速电动葫芦不可避免地会承受更多的负荷。如果不能及时解决，负荷大的发动机会随着时间的推移而损坏[3]。

        2.2线圈温度升高或噪音较高

原因:线圈过载、动触头压力过大、磁致动器工作面被污染、磁致动件卡住、短路环断裂、线圈产生的电压过低、固定磁体螺栓松动、磁致动件距固定件太远、安装位置不正确等主要原因。线圈被切断后，锚因接触器的压力或集线器而断裂，接触过热、燃烧或粘滞，移动接触器的压力或集线器太小。
        排除策略；消除线圈过载系数，检查接触触点和表面的移动灵活性是否油性和腐蚀性，压力不密，吸力不强等，并根据需要替换线圈和触点[4]。
3、电解铝行业多功能天车两车联动程序优化措施
3.1添加程序运行信号
        原程序存在错误，导致两车联动大车行走不能实现，表现现象为两台车可以同时向一个方向移动，但反向移动时只有一台车移动，另一台不移动。其原因在于原程序编写时没有合理的考虑两台天车的安装布局和变频器外部控制参数设置,从而导致给大车行走机构发出了错误的命令,所以引起一台车动、 另一台车不动的现象。
        若要两台天车同向运行，则一台车前进对应另一台车的后退。再考虑变频器控制方式，“运行信号”默认电机正转,即大车前进,“运行信号+反转信号”电机反转,即大车后退。若要两台天车同向运行,则一台车只发送“运行信号”，另一台车则同时发送“运行信号+反转信号"。原程序中存在错误，导致在朝某-方向运行时，一台车发送“运行信号”即大车前进;而另一台车却只发送了“反转信号”而没发送“运行信号”，由于没有“运行信号”,变频器不运行，所以大车不动。原程序中两车联动主车和副车固定吊运行不同步，表现现象为主车固定吊低速电机先启动,延时1秒后副车固定吊低速电机再启动，且主车固定吊低速电机停止时，副车固定吊低速电机没有延迟而是立即停止,若多次操作电机启停,务必使得固定吊高度出现差异,不能保持同一水平高度。固定吊低速电机正常情况下，先收到启动命令(以下称“先令”),然后延时1秒再启动(以下称“后令”)。原程序的错误在于把主车的“后令”作为副车的“先令”，从而导致副车延时加倍。

3.2添加两车联动保护功能
        新程序修改了原程序中的错误，不再漏发“运行信号”，即各信号发送均正常，从而两台车可以同时向各方向移动,不会再出现一动不动的现象,不会相撞。同时增加了两车联动时通讯突然中断保护,如大车移动时通讯中断,当主车停止移动时,副车保持移动，且无视激光防撞等保护装置,除非迅速断电或按下急停，否则将会撞车或拉断固定吊钢丝绳,情况极其危险。再如固定吊升降时通讯中断,当主车固定吊停止时，副车固定吊继续上升或下降，导致高度不统一，结果使得位置较高的两根钢丝绳被拉断,所挂重物径直砸向地面,情况同样极其危险[5]。
3.3添加信息保护功能
        新程序添加了通讯中断检测功能，当通讯中断时两车全部停止运行，不会发生飞车事故。同时添加了两车间信息(这里的“信息”不仅指通讯中断、断电等故障，也包括其它运行条件.状态,如限位条件、报警信息.接触器状态等)反馈功能,使得两车间运行状态信息相互交换，做到当一台车出现异常信息时另- -台车也立刻得知这台车的异常信息,并迅速作出保护动作，避免事故发生。比如,两车联动时,副车突然报变频器故障,副车停止运行,按照旧程序,此时主车仍会继续运行,要么撞副车、要么拉断钢丝绳;但按照新程序,此时主车也会立即停车,从而实现保护。
3.4添加固定吊联锁保护功能

新程序修改了原程序中的错误，将主车的“先令”作为副车的“先令”,从而消除了固定吊低速电机启动不同步的现象。
新程序增加固定吊联锁保护功能，使每个固定吊各限位开关和机构选择开关的动作保护条件相互独立。比如，当4个吊联动.上升时，某个吊的起重量限制器发出超载报警信号,则该吊的超载开关打开,进而该吊不能上升。但此时其它3个吊依然能够继续上升,其结果必然导致4个吊高度不统- ,各个吊受力不均衡，进而导致其余3个吊相继超载,最终4个吊都超载了，这才彻底的全部停了下来。当4个吊联动下降时,突然某个吊的断火限位误动作,该吊停止下降。但此时其它3个吊仍然在下降,随后必然导致该吊超载，但该吊超载不影响其它3个吊继续下降，所以该吊超载越来越严重，最终由于其余3个吊全部降至低处,所以大部分重量集中在了一个吊上,如果该吊钢丝绳承受不住如此巨大的拉力,便会拉断钢丝绳,，导致重物砸向地面,造成严重事故。
4.5添加程序固定保护运行
        新程序中将4个固定吊的保护条件相互联锁，即在联动时，如果其中一个吊的运行条件不满足，则其它3个吊也不允许运行,只有当所有故障排除且机构选择正确时, 4个吊才能同时运行(单台天车双固定吊母线提升作业时，此联锁保护同样类似地适用于双固定吊联动)。需要补充说明的是:联锁保护只有当选择固定吊联动时才有效，若机构选择单个固定吊运行,则只有该吊的保护条件作用于该吊,而不影响其它吊的运行。
4、结论
该次多功能天车系统的优化,在充分分析原系统的设计的基础.上,对原系统中清理铲的限位、清理铲绝缘护套进行了改造,安装大小车轨道吹灰系统。解决天车设计、安装中遗留问题，从软件.硬件方面进行更新设计,使多功能天车的各功能得以充分发挥。
参考文献：
[1]浅析冶金多功能天车日常维护与管理要点[J].邓永林.中外企业家.2018(30)
[2]浅析消谐装置在20t加料天车的应用[J].赵刚民.甘肃冶金.2010(03)
[3]炭素焙烧多功能天车变频控制的应用[J].欧向军.甘肃冶金.2015(02)
[4]天车物流系统设计与应用[J].黄海龙,陈素红,何俊正,彭亚非.黑龙江科技信息.2013(23)
[5]电解多功能天车系统优化[J].王涛,赵红江.机械研究与应用.2011(02)