專利名稱：纜索起重機電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及施工領(lǐng)域，尤其是關(guān)于纜索吊裝，具體是一種纜索起重機 電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，由于其耗電多、壽命短、可靠性差、多臺巻 揚機無法同步控制等缺點明顯，而現(xiàn)場施工要求越來越高，比如南寧大橋主橋 的施工，第一，橋纜索吊裝系統(tǒng)主索跨度大，由于邊跨原則上保證邊跨主索水
平夾角小于26。并結(jié)合地形條件為控制目標設(shè)置，由此確定主索跨度布置為 東4則240m(Ll) + 452m(L0)十280 (L2)m,西,'J 235m(Ll)十452m(L0) + 280m(L2)，主跨L0為452m;第二，巻揚機數(shù)量多纜索吊機共使用32臺 主巻揚機，分別為16臺起重巻揚機和16臺牽引巻揚機，另有4臺工作索道用 巻揚機,單獨控制；第三,起吊質(zhì)量大,鋼箱拱西拱第一節(jié)段最大質(zhì)量達到218t。 第四，巻揚機啟停頻繁；第五，鋼箱拱線形調(diào)整精度要求高，該橋換節(jié)段空中 對位關(guān)系到縱向、橫向、高度方向及自身扭轉(zhuǎn)等四個方向的調(diào)整，所以精度要 求高。因此現(xiàn)有繼電器控制系統(tǒng)將無法滿足現(xiàn)場施工需要，因而需要一種能夠 解決上述問題，并且安全可靠的新控制系統(tǒng)。。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是為了彌補傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)在大噸位吊裝的不足，提 出了一種安全可靠、多臺巻揚機同步控制性能好及鋼箱拱線形控制精度高的以 PLC為核心的電氣集中控制系統(tǒng)。
該纜索起重機電氣控制系統(tǒng)由綜合監(jiān)控、PLC控制系統(tǒng)和ABB變頻傳動系統(tǒng)
3三級系統(tǒng)組成，三級之間的數(shù)據(jù)交換通過PROFIBUSDP總線通訊實現(xiàn)，其中綜
合監(jiān)控是操作人員用來對設(shè)備控制發(fā)送指令及信號的采集；PLC控制系統(tǒng)在
南、北均設(shè)一個西門子/>司S7-300系列CPU作為主站，這兩個主站CPU互為
備用；信號的采集和設(shè)備的控制均由遠程ET200M從站來完成，主站CPU與從
站通過PROFIBUS DP總線連接起來，從站與從站之間是通過PROFIBUS DP光纖
電纜將北岸上、下游控制對象連接成一體，實現(xiàn)起重機各機構(gòu)運行的時序和邏
輯控制；整個控制系統(tǒng)為西門子公司S7-300系列CPU+遠程ET200M(高密度配
置的模塊化I/O站)的控制形式，并采用了可編程控制器(PLC)和HMI觸摸屏的
信息管理系統(tǒng)；ABB整流/回饋單元通過公用直流母線與各機構(gòu)逆變器相連，
ABB變頻傳動系統(tǒng)接收到PLC發(fā)出的模擬信號以后，利用起升、行走變頻器來
控制起升及行走巻揚機，從而達到控制纜索起重小車的起升及行走。
本實用新型通過實現(xiàn)多臺巻揚機同步運行，很好地滿足了現(xiàn)場施工吊裝要 求，提高了整機的性能、減少了操作人員數(shù)量、降低了操作司機強度。


本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是PLC電氣控制系統(tǒng)布置示意圖。
具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互 相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除 非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非 特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
圖1為纜索起重機電氣控制系統(tǒng)示意圖，如圖中所示本系統(tǒng)由綜合監(jiān)控(觸摸界面操作臺)、PLC控制系統(tǒng)和ABB變頻傳動系統(tǒng)三級系統(tǒng)組成。三級之間的 數(shù)據(jù)交換通過PROFIBUSDP總線通訊實現(xiàn)。綜合監(jiān)控(觸摸界面操作臺)是操 作人員用來對設(shè)備控制發(fā)送指令及信號的采集；它由觸摸界面及其相應(yīng)的應(yīng)用 軟件組成，通過MPI (多站通訊協(xié)議)口與PLC的CPU通訊獲取所需信息從而 監(jiān)控整車的運行狀態(tài)和故障信息，實現(xiàn)故障自診斷，易于起重機的日常維護和 檢修；PLC控制系統(tǒng)在南、北均設(shè)一個西門子公司S7-300系列CPU作為主站， 這兩個主站CPU互為備用；信號的采集和設(shè)備的控制均由遠程ET200M從站來 完成，主站CPU與從站通過PROFIBUS DP總線連接起來，從站與從站之間是通 過PROFIBUSDP光纖電纜將北岸上、下游控制對象連接成一體，實現(xiàn)起重機各 機構(gòu)運行的時序和邏輯控制；整個控制系統(tǒng)為西門子公司S7-300系列CPU+遠 程ET200M(高密度配置的模塊化I/O站)的控制形式，并采用了可編程控制器 (PLC)和HMI觸摸屏的信息管理系統(tǒng)。ABB交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理交流電動 機的速度與供電頻率成正比，均勻的改變供電頻率，可以平滑的改變電動機的 同步轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)鼠籠式異步電機的速度控制。ABB整流/回饋單元通過公用 直流母線與各機構(gòu)逆變器相連實現(xiàn)各機構(gòu)驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)矩和速度的精確控制。 PLC采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序 運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等搡作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入 和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。本纜索吊機PLC電氣集中控制系統(tǒng) 工作原理綜合監(jiān)控系統(tǒng)(操作臺)通過發(fā)送纜索起重小車控制指令，由ET200M 從站轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過PROFIBUS DP光纖電纜將數(shù)字信號傳輸至PLC主站 CPU,在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作 指令，在各種不同工況指令下，執(zhí)行相對應(yīng)的運算指令；通過CPU自身輸入、 輸出、處理、記憶、控制等功能來實現(xiàn)，并轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出；ABB變頻傳動系統(tǒng)接收到PLC發(fā)出的模擬信號以后，利用起升、行走變頻器來控制起升及 行走巻揚機，從而達到控制纜索起重小車的起升及行走。
本PLC控制系統(tǒng)使用到的變頻傳動系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(1 )全數(shù)字、智能 化的設(shè)計、方便靈活的速度設(shè)定，實現(xiàn)穩(wěn)定低速運行，改善了定位的準確性； (2)軟起動和制動，減少了機械沖擊，延長傳動機構(gòu)壽命，運行平穩(wěn)；(3) 電動機運行方向、速度無觸電控制，提高了電氣系統(tǒng)的可靠性；(4)自動的故 障監(jiān)測和保護；(5)利用變頻器基頻以上近似恒功率調(diào)速的特性，可實現(xiàn)負載 較小時的速度加倍運行，提高了起重機的工作效率。很好地彌補了傳統(tǒng)繼電器 在設(shè)備頻繁啟動的工作環(huán)境下故障多、性能不穩(wěn)定的缺點。從PLC的機外電路 來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線 及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶 有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。PLC控制系統(tǒng)只 需要通過指令輸入、輸出便可以同步控制多臺巻揚機，并且在應(yīng)用軟件中，編 入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障 自診斷保護，使整個系統(tǒng)具有極高的可靠性。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng) 包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、纜索起重機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于本系統(tǒng)由綜合監(jiān)控、PLC控制系統(tǒng)和ABB變頻傳動系統(tǒng)三級系統(tǒng)組成，三級之間的數(shù)據(jù)交換通過PROFIBUS DP總線通訊實現(xiàn)，其中綜合監(jiān)控是操作人員用來對設(shè)備控制發(fā)送指令及信號的采集；PLC控制系統(tǒng)在南、北均設(shè)一個西門子公司S7-300系列CPU作為主站，這兩個主站CPU互為備用；信號的采集和設(shè)備的控制均由遠程ET200M從站來完成，主站CPU與從站通過PROFIBUS DP總線連接起來，從站與從站之間是通過PROFIBUS DP光纖電纜將北岸上、下游控制對象連接成一體，實現(xiàn)起重機各機構(gòu)運行的時序和邏輯控制；ABB整流/回饋單元通過公用直流母線與各機構(gòu)逆變器相連，ABB變頻傳動系統(tǒng)接收到PLC發(fā)出的模擬信號以后，利用起升、行走變頻器來控制起升及行走卷揚機，從而達到控制纜索起重小車的起升及行走。
2、 如權(quán)利要求1所述的纜索起重機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于綜合監(jiān)控通 過MPI 口與PLC的CPU通訊獲取所需信息從而監(jiān)控整車的運行狀態(tài)和故障信息， 實現(xiàn)故障自診斷。
專利摘要本實用新型公開了纜索起重機電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由綜合監(jiān)控、PLC控制系統(tǒng)和ABB變頻傳動系統(tǒng)三級系統(tǒng)組成，三級之間的數(shù)據(jù)交換通過PROFIBUS DP總線通訊實現(xiàn)，其中綜合監(jiān)控是操作人員用來對設(shè)備控制發(fā)送指令及信號的采集；ABB整流/回饋單元通過公用直流母線與各機構(gòu)逆變器相連，ABB變頻傳動系統(tǒng)接收到PLC發(fā)出的模擬信號以后，利用起升、行走變頻器來控制起升及行走卷揚機，從而達到控制纜索起重小車的起升及行走。本實用新型通過實現(xiàn)多臺卷揚機同步運行，很好地滿足了現(xiàn)場施工吊裝要求，提高了整機的性能、減少了操作人員數(shù)量、降低了操作司機強度。
文檔編號B66C13/22GK201347327SQ20082022379
公開日2009年11月18日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者吳玉龍, 誠 唐, 林用祥, 蔣光全, 郜小群 申請人:中鐵二局股份有限公司;中鐵二局第五工程有限公司