一种超声波检测保护装置在翻车机上的应用

连武学 贾清昆 河北钢铁集团邯钢有限公司物流公司设备动力科

一、改造简介

翻车机系统设备，用于铁路敞车散装物料翻卸的专用设备，作业区效率高，环保性能好，系统卸车效率18-20/小时。系统设备有翻车机、拨车机、重车调车机、迁车台、推车机等设备。

O型翻车机的结构较为特殊，端盘采用箱型截面结构，利用箱型截面的抗弯、抗扭的优点弥补了采用C型结构的不足，采用固定平台、液压活动靠板、液压夹紧。重车进入翻车机后，活动靠板向重车一侧拖住车辆侧墙板，压车梁向下压住车帮，靠、压车完成后才能旋转翻车。采用液压释能系统使火车弹簧力随荷载释放而释放。此翻车机对车辆的作业力是所用翻车机中最小的。

翻车机在卸车皮过程中，会出现C70车型，这种车型比普通车型高出100厘米，这种车辆甚至会撞上解冻棚的顶部，也会撞坏翻车机本体的压车梁装置，为此我们专门在解冻棚入口不远处安装了超高车辆检测装置。但是最近发生了一起车辆撞坏翻车机内压车梁的事故，提醒我们还需要增加一种相对于压车梁高度的异型车检测装置。

二、改造过程

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种翻车机压车梁的保护装置，超声波传感器装置，实时监控拨车机牵入翻车机内的车辆是否超高，从而能够保护压车梁免遭撞击。

普通车型进行翻车机本体后，车帮与压车梁端头的距离为300毫米。也就是说，超声波检测超高车皮的范围不能低于车帮与压车梁的距离。

解决上述技术问题的技术方案：

超声波传感器，检测精度高，检测范围0.2-8米，4-20毫安连续输出，方便设定高度比较值。车间、机械、电气三方以翻车机允许进入的最高车型70E为基准定夺异型车检测值，当超声波传感器检测值低于异型车检测值时，拨车机停止牵车，并且发出警报提醒作业人员有异型车侵入。

车间、机械、电气三方进行商定超声波保护数值。超声波探测距离范围为0.2米至8米，经一料机械测量一翻超声波与车皮邦的探测垂直距离为1.10米，二翻超声波与车皮邦的探测垂直距离为1.49米，根据一车间、一料机械提供的数据，保护值各减100毫米，也就是一翻异型车保护值为1.00米，二翻异型车保护值1.39米，做为异型车检测数据。

PLC程序制作，1#翻车机限高保护，制定功能模块，设定范围为0.2米至8米，探测车帮的距离为1.09，保护值设定为1.00米，探测到低于1米后，输出信号给到拨车机牵车条件，停止牵车，起到保护压车梁作用。

现场接线调试，一翻超声波传感器铺设电缆34米。模块MD20的8和28封，9和29封，信号线接8，9；电源接端子X101-8，-9；现场超声波棕色接24V电源+，蓝色接24V电源-，白色线接模块MD20的8，黑色线接模块MD20的9。二翻超声波传感器铺设电缆28米。模块MD17的8和28封，9和29封，信号线接8，9；超声波电源正取自端子X13-4，负取自端子24V-；模拟量信号进模板MD17的8，9.端子号X12-22，X12-21；现场超声波棕色接24V电源+，蓝色接24V电源-，白色线接模块MD17的8，黑色接模块MD17的9。

本次改造，新加装了超高车皮报警装置，凡是有超高车皮进入解冻棚反射光电检测，及进入超声波检测内，声光报警器进行及时预警，通知现场岗位工进行检查，杜绝设备事故隐患。

三、改造亮点

本次改造实用新型，精度高、反应迅速，一方面可以杜绝翻车机的压车梁与火车车皮相撞的重大事故发生，同时可以避免撞坏解冻棚，提高了翻车机设备使用效率和卸车效率。经过统计，每年可以减少损失和创造效益300万元，具有显著的经济效益。

四、技术研讨

为了解决翻车机压车梁及解冻棚防撞，本次改造主要分两部分工作，一是程序制作，学习查阅PLC模块功能，设置检测的距离范围，给定超声波与车皮的保护值1.00米，一旦检测到低于保护值1.00米，信号联锁到拨车机牵车行走，停止牵车；二是现场安装超声波装置，测定保护距离，超声波装置与PLC模拟量进行联接调试，信号采集稳定，同时安装报警器，检测到异型车后，发出报警，及时提示岗位现场检查。

通过测试，在正常车皮邦上放置砖块，砖块高度为0.15米，拨车机牵引车皮，砖块进入超声波装置检测范围内，画面显示0.95米，低于设定的保护值，牵车停止，保护了翻车机内的压车梁免遭撞击，节省了备件费，节省了人力，进而提高了翻车机的作业率。

本实用新型实现了翻车机的压车梁事故为零，达到国内同类企业最好水平。杜绝了翻车机重大事故发生，避免由于压车梁泄压下垂，造成超高异型车撞坏压车梁重大设备事故。提高了翻车机设备使用效率，提高了卸车效率，具有显著的经济效益。

五、结束语

通过本次设计改造，对翻车机电气各方面知识有了深一层的了解，同时发现自己还有很多的知识需要学习，更加认识到了终身学习的重要性和必要性，从改造中领悟到，PLC电气基础知识和原理是如此重要，只有懂得基础原理，才能进行对设备进行完善优化；只有认真研究设备问题，才能摸出门道。今后要多学习电气理论知识，提高处理设备问题能力，包括液压方面，变频器技术使用，软器功能熟练，PLC原理知识，都应该掌握全面，脚踏实地，深挖现场问题，主动研讨，对设备高质量改进，为社会做出自己微薄的贡献！

此次对超高异型车在翻车机压车梁上的改造应用，采用了新技术，在技能水平上得到了提升，磨炼。在消化吸收国内外先进水平技术的基础上，自助进行设计改造推行的。