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摘 要：抱罐車（渣罐車、渣包車）：一種冶金渣處理專用運(yùn)輸車，駕駛室需要前后兩個(gè)操作面板，即駕駛員可以前后兩個(gè)方向切換操作車輛。兩個(gè)面板操作容易引起誤操作。采用接近開關(guān)互鎖前后操作面板代替用按鈕選擇前后操作面板的控制權(quán)，避免因操作不當(dāng)或駕駛員不按正確規(guī)程操作產(chǎn)生的失誤。

關(guān)鍵詞：操作面板；接近開關(guān)；互鎖

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.218

抱罐車（渣罐車、渣包車）：一種冶金渣處理專用運(yùn)輸車，主要用于處理高溫約達(dá)1300度的渣滓、鋼水或其他固態(tài)物體，它的載重能力，長(zhǎng)和寬可以根據(jù)用戶的渣罐的尺寸、容積和現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境而定。抱罐車的載重能力可從25噸至120噸。因?yàn)楸Ч捃囀沁\(yùn)輸高溫物體的車輛，所以對(duì)于車輛的安全操作性要求十分嚴(yán)格，有一點(diǎn)疏忽就會(huì)造成巨大的損失和事故。

1 抱罐車的主要功能及組成

抱罐車前面板的主要功能是，控制抱罐車的行走、轉(zhuǎn)向、剎車、照明等基本的操作；抱罐車后操作面板的主要功能除具有前操作面板的行走、轉(zhuǎn)向、剎車、照明等基本的操作外，主要是控制大臂油缸、支腿油缸、鎖緊油缸、翻轉(zhuǎn)油缸的動(dòng)作。為了避免風(fēng)險(xiǎn)抱罐車在后面板操作上有很多互鎖限制功能：

（1）大臂油缸限制：重載狀態(tài)下，支腿必須完全伸出到位，大臂才能執(zhí)行伸出動(dòng)作。否則會(huì)有傾翻的風(fēng)險(xiǎn)。

輔臂完全收回，大臂才能執(zhí)行收回動(dòng)作。（空載和重載都適用），否則會(huì)有脫罐或鋼水外泄的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）支腿油缸限制：空載狀態(tài)下，支腿伸縮不受限制；重載狀態(tài)下，大臂伸出后支腿不能縮回，如果大臂伸出后支腿縮回了抱罐車會(huì)有傾翻的風(fēng)險(xiǎn)。大臂完全收回后，支腿才能執(zhí)行縮回動(dòng)作。

（3）鎖緊油缸限制（空載和重載都適用）：大臂角度小于程序設(shè)定的最大允許角度，鎖緊油缸可以縮回；大臂角度大于程序設(shè)定的最大允許角度，鎖緊油缸不能縮回。大臂沒有回到位鎖緊油缸收回，會(huì)有掉罐和翻罐的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）輔臂油缸控制（空載和重載都適用）：大臂小于程序設(shè)定的角度，輔臂不能執(zhí)行伸出動(dòng)作。鎖緊油缸不伸出，輔臂不能執(zhí)行伸出動(dòng)作。輔臂不按規(guī)定執(zhí)行伸出動(dòng)作會(huì)造成掉罐、翻罐的風(fēng)險(xiǎn)。

2 抱罐車運(yùn)行工況

抱罐車操作的基本使用工況是：（1）駕駛員需要用前操作面板操作，將車輛開到指定地點(diǎn)。（2）車輛開到指定地點(diǎn)后由前操作面板操作轉(zhuǎn)換到后操作面板操作，駕駛員操作手柄把空罐抱起放到車上。（3）空罐放到車上后，駕駛員需由后操作面板操作轉(zhuǎn)換到前操作面板操作，將車開進(jìn)接鋼水或鋼渣的車間。（4）抱罐車進(jìn)入車間后，駕駛員需由前操作面板操作轉(zhuǎn)換到后操作面板操作，操作后操作面板手柄將車上的空罐卸到指定位置，待鋼水裝滿后，再將罐抱到車上；（5）將裝有鋼水的罐抱到車上后，轉(zhuǎn)換到前操作面板將鋼水運(yùn)輸指定地點(diǎn)。（6）鋼水運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)轉(zhuǎn)換成后操作面板操作，操作手柄將將鋼水倒掉。（7）鋼水倒掉之后再將空罐放回車上，然后轉(zhuǎn)換到前操作面板操作將車開走。

出于抱罐車在運(yùn)輸過程中存在的各種操作風(fēng)險(xiǎn)以及由于抱罐車在整個(gè)工作運(yùn)輸過程中，需要不斷切換前后操作面板操作可能會(huì)造成的失誤。我們?yōu)楸苊膺@些操作風(fēng)險(xiǎn)和減少失誤，不能僅僅靠完善程序去實(shí)現(xiàn)互鎖功能，還需要硬件設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，以便更好的實(shí)現(xiàn)操作的互鎖功能。同時(shí)也需要駕駛員熟練掌握操作規(guī)程，嚴(yán)格按照操作規(guī)程駕駛車輛。

3 抱罐車前后操作面板互鎖傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

對(duì)于抱罐車前后面板的互鎖硬件設(shè)計(jì)，最早的設(shè)計(jì)是前操作面板有一個(gè)控制權(quán)按鈕，后操作面板有一個(gè)控制權(quán)按鈕。駕駛員想用前操作面板時(shí)按下前操作面板的控制權(quán)按鈕，后操作面板就不起作用了。駕駛員想用后操作面板操作時(shí)，就按下后操作面板的控制權(quán)按鈕，前操作面板就不起作用了。兩個(gè)控制權(quán)按鈕不能同時(shí)按下，關(guān)掉一個(gè)另一個(gè)按下才會(huì)起作用。這樣的設(shè)計(jì)雖然起到了前后操作面板互鎖的作用，避免了因同時(shí)操作造成的風(fēng)險(xiǎn)。

4 抱罐車駕駛室前后面板互鎖優(yōu)化后的方案

出于對(duì)抱罐車駕駛的安全操作的考慮，我們?cè)谠O(shè)計(jì)駕駛室操作的時(shí)候就考慮到，不能夠依靠駕駛員本身遵守操作規(guī)則，完全按照操作規(guī)程操作車輛，我們還要在設(shè)計(jì)上約束駕駛員，減少因?yàn)椴僮魇д`發(fā)生的事故。因此我把用接近開關(guān)互鎖前后操作面板代替用按鈕選擇前后操作面板的控制權(quán)設(shè)計(jì)方案，更好的避免因操作不當(dāng)或駕駛員不安正確規(guī)程操作產(chǎn)生的失誤。

接近開關(guān)是一種無需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給PLC裝置提供控制指令。

抱罐車駕駛員可以通過旋轉(zhuǎn)座椅的方向選擇操作面板，即把座椅轉(zhuǎn)到朝向前面板方向，則只有前面板操作起作用；把座椅轉(zhuǎn)到朝向后面板方向，則只有后面板操作起作用。前操作面板主要控制車輛正常行駛，后操作面板主要控制后車架大臂、支腿、鎖緊、翻轉(zhuǎn)等油缸的動(dòng)作，同時(shí)也有行駛的操作功能。為達(dá)到需要前操作面板和后操作面板要有互鎖功能。我們?cè)隈{駛室座椅底盤前后各安裝了一個(gè)接近開關(guān)（接近開關(guān)固定不動(dòng)），在座椅底部前方安裝一個(gè)擋板（擋板隨座椅轉(zhuǎn)動(dòng)）。

我們用接近開關(guān)無需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)駕駛室前后操作面板的轉(zhuǎn)換。當(dāng)座椅轉(zhuǎn)到前面（即駕駛員面對(duì)前操作面板），前接近開關(guān)和擋板接觸，前接近開關(guān)信號(hào)傳給PLC，PLC得到前接近開關(guān)TRUE的信號(hào)，傳輸指令只有前操作面板起作用，后操作面板操作無效。當(dāng)座椅轉(zhuǎn)到后面，后接近開關(guān)和擋板接觸，后接近開關(guān)信號(hào)傳給PLC，PLC得到后接近開關(guān)TRUE的信號(hào)，傳輸指令后操作面板起作用，前操作面板操作無效。當(dāng)座椅轉(zhuǎn)到中間位置，任何一個(gè)接近開關(guān)和擋板都沒有接觸到，PLC沒有接到任何一個(gè)開關(guān)的TRUE信號(hào)，那么前操作面板和后操作面板都不起作用。

5 優(yōu)化后設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)

接近開關(guān)在抱罐車駕駛室前后操作面板選擇中的應(yīng)用，不僅解決了抱罐車駕駛室前后操作面板的互鎖功能，另外還對(duì)駕駛員能否按照操作規(guī)程駕駛抱罐車有一定的約束力，駕駛員不把座椅轉(zhuǎn)到正確的位置就不能進(jìn)行任何操作。這樣大大減少了因?yàn)轳{駛員存在僥幸心里不安正確操作規(guī)程駕駛車輛而出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和失誤。

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