基于data-linc的纜索起重機(jī)無線實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于DATA-LINC的纜索起重機(jī) 無線實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，特別涉及的是用于纜索起重機(jī)主塔、司機(jī)室及副車等大型移動(dòng)設(shè)備的 電控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、信號(hào)連鎖和實(shí)時(shí)控制的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 纜索起重機(jī)是一種以柔性鋼索作為大跨距架空支承構(gòu)件，供載重小車在索上運(yùn) 行，兼有垂直運(yùn)輸和水平運(yùn)輸功能的特種起重機(jī)械。在水利水電工程建設(shè)中，尤其在場(chǎng)地狹 窄、兩岸陡峭高山峽谷的水利水電工地的應(yīng)用已越來越廣泛，它主要用來大壩主體工程的 砼澆筑、機(jī)電設(shè)備的安裝、大型模板的安、拆及設(shè)備材料的吊運(yùn)工作。它主要由主塔、司機(jī)室 及副車組成，主塔、副車分別處于河道的左右兩岸，相距上千米，主塔和司機(jī)室處于同一側(cè)， 現(xiàn)有技術(shù)中通訊主要采用有線通訊，由于主塔副車跨河通訊線較長，又在山區(qū)，受雷擊影 響，經(jīng)常工作不穩(wěn)定。再加上纜索起重機(jī)運(yùn)行速度（小車牽引為450m/min)非常快，實(shí)時(shí)性 要求很高，控制不及時(shí)，造成嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為克服現(xiàn)有纜索起重機(jī)主塔、司機(jī)室及副車等大型移動(dòng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程中安全 性低的缺陷，本實(shí)用新型通過建立無線通訊連接，能夠?qū)崿F(xiàn)三地長距離可靠通訊實(shí)時(shí)控制， 以提尚系統(tǒng)的安全性。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采用如下技術(shù)方案：
[0005] 基于DATA-LINC的纜索起重機(jī)無線實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)由 主塔PLC系統(tǒng)、司機(jī)室PLC系統(tǒng)及副車PLC系統(tǒng)組成；所述主塔PLC系統(tǒng)通過無線電調(diào)制 解調(diào)器與司機(jī)室PLC系統(tǒng)和副車PLC系統(tǒng)連接；所述主塔PLC系統(tǒng)由可編程控制器、第一無 線電調(diào)制解調(diào)器、第二無線電調(diào)制解調(diào)器、調(diào)速器、主塔電機(jī)組成；所述司機(jī)室PLC系統(tǒng)由 無線電調(diào)制解調(diào)器、可編程控制器、GP觸摸屏、聯(lián)動(dòng)操作臺(tái)組成；所述副車PLC系統(tǒng)由無線 電調(diào)制解調(diào)器、可編程控制器、調(diào)速器、副車電機(jī)組成，所述可編程控制器由電源模塊、CPU 模塊、I/O數(shù)字量模塊、RS232串行通訊模塊和SM338模塊組成；主塔PLC系統(tǒng)中具有兩個(gè) RS232串行通訊模塊并分別與對(duì)應(yīng)的兩個(gè)無線電調(diào)制解調(diào)器相連接，用以與司機(jī)室PLCjiJ 車PLC系統(tǒng)通訊、接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；司機(jī)室PLC和副車PLC系統(tǒng)也分別通過RS232串行通 訊模塊與無線電調(diào)制解調(diào)器連接；所述可編程控制器采用西門子公司的SIMATIC S7-300 型號(hào)的可編程控制器，所述無線電調(diào)制解調(diào)器采用美國DATA-LINC GROUP公司生產(chǎn)制造的 2. 4GHz調(diào)頻擴(kuò)頻通訊設(shè)備SRM6100。
[0006] 所述主塔PLC系統(tǒng)還設(shè)置有用以分別向司機(jī)室PLC系統(tǒng)和副車PLC系統(tǒng)發(fā)送/接 收信號(hào)的2對(duì)接收功能塊FB2和發(fā)送功能塊FB3，司機(jī)室PLC系統(tǒng)和副車PLC系統(tǒng)中各自設(shè) 立一對(duì)FB2和FB3以用來從主塔PLC系統(tǒng)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0007] 所述無線電調(diào)制解調(diào)器通過低衰減同軸射頻電纜與全向天線連接，射頻電纜傳輸 速比為88%，天線通過接地套件JDQ直接接地。
[0008] 進(jìn)一步無線電調(diào)制解調(diào)器還設(shè)置有無線通訊實(shí)時(shí)診斷保護(hù)模塊。一旦通訊發(fā)生中 斷，纜機(jī)各運(yùn)行機(jī)構(gòu)立即按照緊急停車方式停機(jī)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)證明運(yùn)行及時(shí)、有效。
[0009] 本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是：由主塔無線電調(diào)制解調(diào)器與司機(jī)室無線電調(diào)制解調(diào) 器、主塔無線電調(diào)制解調(diào)器與副車無線電調(diào)制解調(diào)器之間分別建立了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，通過兩 對(duì)無線電調(diào)制解調(diào)器的參數(shù)設(shè)置，使之構(gòu)成了一對(duì)一的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，再通過兩對(duì)串行通 訊模塊組成的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊系統(tǒng)，通過發(fā)送功能塊FB3 "P-SEND"和接收功能塊FB2 "P-RCV" 來實(shí)時(shí)地傳輸與交換三地?cái)?shù)據(jù)。
[0010] 在主塔PLC系統(tǒng)中分別設(shè)立兩對(duì)FB2和FB3,用來分別向司機(jī)室和副車發(fā)送和接 收信號(hào)，同時(shí)也在司機(jī)室和副車PLC系統(tǒng)中，各自設(shè)立一對(duì)FB2和FB3,以用來從主塔PLC 接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。從而構(gòu)成了一個(gè)空中數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型無線實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖2是本實(shí)用新型的主塔控制原理圖。
[0013] 圖3是本實(shí)用新型的副車控制原理圖。
[0014] 圖4是本實(shí)用新型的司機(jī)室控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 參見圖1的為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 基于DATA-LINC的用于纜索起重機(jī)的無線實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型包括：司機(jī) 室內(nèi)型號(hào)為西門子S7-315-2DP可編程序控制器1，司機(jī)室SRM6100無線電調(diào)制解調(diào)器2，GP 觸摸屏3,聯(lián)動(dòng)操作臺(tái)4;
[0017] 主塔內(nèi)型號(hào)為西門子S7-314可編程序控制器5,主塔第一 SRM6100無線電調(diào)制解 調(diào)器6,主塔第二SRM6100無線電調(diào)制解調(diào)器7,調(diào)速器8,主塔電機(jī)9，
[0018] 副車內(nèi)型號(hào)為西門子S7-314可編程序控制器10,副車SRM6100無線電調(diào)制解調(diào) 器11，調(diào)速器12,副車電機(jī)13。由主塔第一無線電調(diào)制解調(diào)器6與司機(jī)室無線電調(diào)制解調(diào) 器2、主塔第二無線電調(diào)制解調(diào)器7與副車無線電調(diào)制解調(diào)器11間分別建立了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊 (見圖1)，通過兩對(duì)SRM6100裝置的參數(shù)設(shè)置，使之構(gòu)成了一對(duì)一的無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0019] 主塔、司機(jī)室及副車三地PLC系統(tǒng)經(jīng)無線電調(diào)制解調(diào)器組成了一個(gè)完整的多點(diǎn) 控制系統(tǒng)。
[0020] 主塔PLC系統(tǒng)中采用兩塊西門子R232串行通訊模塊CP340,分別與SRM6100無線 電調(diào)制解調(diào)器連接，同樣，司機(jī)室和副車兩地PLC也分別通過CP340通訊模塊與無線電調(diào)制 解調(diào)器SRM6100連接。為了滿足纜機(jī)實(shí)時(shí)性的要求，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，該系統(tǒng)由 主塔無線電調(diào)制解調(diào)器與司機(jī)室無線電調(diào)制解調(diào)器、主塔無線電調(diào)制解調(diào)器與副車無線電 調(diào)制解調(diào)器之間分別建立了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，再通過編程，使之構(gòu)成了一個(gè)完整的無線通訊網(wǎng) 絡(luò)，實(shí)時(shí)地傳輸與交換三地?cái)?shù)據(jù)，使司機(jī)室的操作命令及時(shí)傳輸?shù)街魉c副車PLC系統(tǒng)，讓 各機(jī)構(gòu)按照制定的工藝要求驅(qū)動(dòng)各自的機(jī)構(gòu)。同時(shí)，各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行和故障信息也通過無線 通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿緳C(jī)室PLC，并在觸摸屏上顯示。
[0021] 主塔PLC采用西門子公司的SIMATIC S7-300可編程控制器，它由電源模塊、CPU 模塊、I/O數(shù)字量模塊、RS232串行通訊模塊和SM338模塊組成，其中有兩塊RS232串行通 訊模塊6ES7340-1AH01-0AE0分別與無線電調(diào)制解調(diào)器SRM6100相連接，用來與司機(jī)室和 副車通信，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0022] 無線電調(diào)制解調(diào)器是美國DATA-LINC GROUP公司生產(chǎn)制造的2. 4GHz調(diào)頻擴(kuò)頻通 訊設(shè)備SRM6100,它是工業(yè)級(jí)無線電調(diào)制解調(diào)器，它在發(fā)射端采用先進(jìn)的跳頻擴(kuò)頻通訊技 術(shù)，以速率極高的偽隨機(jī)碼控制載波快速不停的在某個(gè)頻段內(nèi)跳躍式變化；在接收端用相 同的（編碼一致，時(shí)間上同步）偽隨機(jī)碼控制本機(jī)振蕩頻率隨之跳變，從而達(dá)到相關(guān)接收。 它是全雙工的工作模式，并采取了輪詢（亦稱"命令/響應(yīng)"）通訊方式，因而具備數(shù)據(jù)傳輸 速率高（可達(dá)115. 2kbps)，抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)；
[0023] SRM6100通過低衰減同軸射頻電纜SYFY-50-22-52與全向天線TSQ2400-13連接， 射頻電纜傳輸速比為88 %，天線通過接地套件JDQ直接接地，具有較好的強(qiáng)電保護(hù)。
[0024] 副車PLC系統(tǒng)也采用S7-300可編程控制器，它由電源模塊、CPU模塊、1/ 〇數(shù)字量模塊、RS232串行通訊模塊和SM338模塊組成，其中RS232串行通訊模塊 6ES7340-1AH01-0AE0與無線電調(diào)制解調(diào)器相連接，用來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0025] 司機(jī)室PLC系統(tǒng)主要有S7-300可編程控制器、聯(lián)動(dòng)臺(tái)、觸摸屏等，它由電源模塊、 (PU模塊、I/O數(shù)字量模塊、RS232串行通訊模塊組成，其中RS232串行通訊模塊與無線電 調(diào)制解調(diào)器相連接，用來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，所有控制命令經(jīng)聯(lián)動(dòng)臺(tái)輸入至本地PLC。同時(shí) 又從本地PLC取得各機(jī)構(gòu)運(yùn)行與故障狀態(tài)，在觸摸屏上顯示。本地PLC接收與發(fā)送信號(hào)均 通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的。
[0026] 參見圖2,為司機(jī)室PLC原理圖。司機(jī)室電氣系統(tǒng)主要有PLC系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)臺(tái)、觸摸屏 等，PLC采用S7-300可編程控制器，它由電源模塊、CPU模塊、I/O數(shù)字量模塊、RS232串行 通訊模塊組成，其中RS232串行通訊模塊與無線電調(diào)制解調(diào)器相連接，用來接收和發(fā)送數(shù) 據(jù)，所有控制命令經(jīng)聯(lián)動(dòng)臺(tái)輸入至本地PLC。同時(shí)又從本地PLC取得各機(jī)構(gòu)運(yùn)行與故障狀 態(tài)，在觸摸屏上顯示。本地PLC接收與發(fā)送信號(hào)均通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的。
[0027] 參見圖3,為主塔PLC原理圖。主塔PLC采用西門子公司的SIMATIC S7-300可編 程控制器，它由電源模塊、CPU模塊、I/O數(shù)字量模塊、RS232串行通訊模塊和SM338模塊組 成，其中RS232串行通訊模塊與無線電調(diào)制解調(diào)器相連接，用來接收和發(fā)