缆机运行目标位置安全限位功能设置及应用

吉沙日夫，王树强，陈志宇

(1.三峡建设管理有限公司白鹤滩工程建设部，四川 宁南 615421；2.中国长江电力股份有限公司，湖北 宜昌 443000)

白鹤滩大坝工程共布置平移式缆机7台，采用高、低线双层布置，其中高线布置3台，低线布置4台。主要取料平台同样采用高、低双层布置，即高程834 m的高线取料平台和高程768 m的低线取料平台[1]。

1 目标位置安全限位功能设置的必要性

缆机作为峡谷式水电站大坝混凝土浇筑、吊杂、金属结构安装吊运的唯一手段，其横跨整个大坝，是水电站建设期间安全风险最高的施工设备，其中，人的因素引起的缆机安全事故率较高。

由于白鹤滩缆机数量多，且分高低布置，大坝取料平台也有高低线平台，指挥信号串线、误指挥、误操作等安全隐患较大。据统计2017年3月至2018年3月，因缆机运行相关引起的安全风险共7起，其中因误指挥、误操作等因素引起的安全风险共3起，占43%。做好缆机运行的误指挥、误操作的安全隐患的预控，可降低缆机运行的安全风险，急需对缆机操作系统进行优化设计。

2 目标位置安全限位功能设置

通过读取缆机上吊钩及小车的行程检测系统的位置数据，增设缆机前目标位(浇筑仓位目标)和后目标位(上料平台目标)功能[2]。其中，前目标位包括对小车和吊钩的限速和限位，后目标位对小车进行限位。且以前、后目标位作为缆机运行的起点和终点，建立了一个吊罐安全运行区，如图1中矩形框所示，缆机吊罐运行至超出此方框区域时，司机室报警器将报警，并减速直至停止。

安全限位示意图如图2，该系统可实现如下功能：

1)当大坝混凝土仓面浇筑时，对该仓混凝土首次取料点和首次卸料点进行定位，以该定位坐标点作为中心，设定安全限位区，见图1中黄色方框。同时以前目标位定位坐标点作为基准点，实时显示吊罐与前目标位的水平、垂直距离，见图1红圈中小车、吊钩距离显示数值。

2)当混凝土吊罐接近该安全限位区时向缆机司机语音播报减速的提示，司机室显示屏上的安全限位区由绿色变为黄色，同时开始闪烁，随着吊罐的缓慢靠近，闪烁频率逐渐加快；当吊罐进入该安全限位区时，缆机大钩及小车强制减速直至停止。

3)因前目标位和后目标位形成的矩形吊罐安全运行区中，各坝段高度不一，现场模板及施工机具布置情况复杂。为避免在此区域因操作失误造成事故，程序中设定，在距仓面50 m范围内，重罐时(卸料前)吊钩可正常运行，小车速度限制在2档以内；轻罐时(卸料后)只能运行吊钩，小车被程序锁定限动。当吊钩高度提升至高于50 m，小车限速或限动锁定解除，恢复正常运行状态。

图1 安全限位功能人机交互界面示意图

图2 安全限位示意图

3 应用成效

该系统通过对取料点及卸料点位置进行确认，从而限定了缆机大钩及小车运行范围[3]。对卸料点和取料点进行了安全区域的设定，通过程序对目标位设定和限位功能进行联合运行，使缆机运行速度和范围进行标准化、程序化，缆机对司机及指挥人员的误操作、误指挥拒绝执行，达到了“想误操作都难”的目的，有效避免了缆机人为误操作和误指挥引起的安全风险，形成了另一道缆机运行安全防护墙，同时减轻了操作司机的精神压力。

4 结 语

该系统已使用于白鹤滩7台缆机，投运后未发生误操作、误指挥引起的安全风险，应用效果良好，今后可在所有水电行业的缆机中进行推广应用，甚至可推广用于其他起重设备，具有良好的推广应用价值[4-5]。

下一步将继续优化、完善缆机控制系统，力争做到无误指挥、误操作引起的安全风险。同时在该系统现有条件下，研发缆机吊罐自动送达功能，辅助缆机司机实现自动操作，降低缆机事故率。