专利名称：翻车机控制系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种翻车机控制系统。
背景技术：
翻车机是将有轨车辆翻转或倾斜使之卸料的装卸机械，使用于运输量大的港口 和冶金、煤炭、热电等工业部门。翻车机系统现场由定位车、推车机、翻车机等主体部 分组成。在现有的翻车机控制系统中，操作人员由工控机(IPC)输出控制指令到可编程 逻辑控制器(PLC)模块，经PLC模块处理后的控制信号通过设置在本地机架中的本地输 入/输出(I/O)模块输出到现场执行单元，通过对现场执行单元中的各个执行部件和/或 采集部件进行控制来实现翻车机的动作，同样地，来自现场执行单元的各种检测信号也 通过所述I/O模块传递回PLC模块。现有技术中，本地I/O模块是与IPC和PLC模块一 起设置在电气室中的，为了实现对现场执行单元的信号采集和控制，需要在本地I/O模 块与现场之间架设电缆。由于翻车机系统控制复杂，在现场执行单元(例如定位车、推 车机、翻车机等)中设置有几百个执行部件(例如受控开关，包括接近开关、行程开关、 压力开关、温度开关等)和/或采集部件(例如传感器)，在作业过程中需要将来自这些 执行部件和/或采集部件的检测信号传回电气室，而电气室也有上百个输出的控制信号 需要传递到这些执行部件和/或采集部件，这样就需要在本地I/O模块的输出端口与现 场执行单元的各个执行部件和/或采集部件之间连接大量长距离的电缆。特别是，定位 车、推车机、翻车机主体在作业过程中都会不断运动，为了避免轻易折断，上机电缆需 要使用高柔性悬挂电缆，且为了防止电磁干扰，这些电缆也需要全部采用屏蔽电缆，价 格十分昂贵。并且由于翻车机每作业一个循环都要折弯两次，运行多年后，部分悬挂电 缆的内部线芯折断，故障频繁，维护和更换都需要花费大量的人力物力，严重影响了生 产的顺利进行。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有的翻车机控制系统需要在本地I/O模块与现场执 行单元的执行部件和/或采集部件之间连接大量长距离的电缆，价格昂贵，且维护和更 换费时费力，严重影响了生产的顺利进行的问题，提供一种节省费用，维护方便，稳定 性高的翻车机控制系统。本实用新型提供的翻车机控制系统包括工控机、PLC模块以及现场执行单元， 所述工控机与所述PLC模块连接，所述现场执行单元包括多个执行部件和/或采集部 件，所述现场执行单元还包括至少一个远程I/O模块，所述至少一个远程I/O模块与所述 多个执行部件和/或采集部件连接并一起集成在所述现场执行单元中，并且一个所述远 程I/O模块连接一个以上执行部件和/或采集部件，所述PLC模块通过远程I/O链路与 所述至少一个远程I/O模块连接。[0006]采用本实用新型提供的翻车机控制系统，由于远程I/O模块与多个执行部件和/ 或采集部件一起集成在现场执行单元中，使得远程I/O模块与执行部件和/或采集部件之 间距离大大缩短，节省了用于连接在本地I/O模块与现场执行单元的执行部件和/或采集 部件之间的大量长距离的电缆，连接简单，维护方便，稳定性高。
图1为本实用新型提供的翻车机控制系统的结构示意图；图2为本实用新型提供的翻车机控制系统的优选实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的翻车机控制系统做进一步的详细描述。如图1所示，本实用新型提供的翻车机控制系统包括工控机(Industrial Personal Computer,以下简称IPC) 1、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，以下简 称PLC)模块2以及现场执行单元9，所述IPC 1与所述PLC模块2连接，所述现场执行 单元9包括多个执行部件和/或采集部件(未图示)，所述现场执行单元9还包括至少一 个远程输入/输出(Input/Output，以下简称I/O)模块3，所述至少一个远程I/O模块3 与所述多个执行部件和/或采集部件连接并一起集成在所述现场执行单元9中，并且一个 所述远程I/O模块3连接一个以上执行部件和/或采集部件，所述PLC模块2通过远程 I/O链路4与所述至少一个远程I/O模块3连接。IPC 1是指作为工业控制器在工业环境中运行的PC机，用于录入与输出各种 工业控制指令；PLC模块2是工业控制中常用的控制信号处理装置，采用可编程的存储 器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并 通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。根据本实用新型的技术方案，如图1所示，所述IPCl可以通过DH+链路与所述 PLC模块2连接。所述DH+ (Data Highway Plus)链路是一种工业局域网技术，用于为控 制设备提供远程编程和对等通讯能力，操作人员可以通过IPC 1对连接在DH+链路上的 PLC控制器进行编程。I/O模块是用于实现CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换的接口设备， 通过CPU输入的不同的命令和参数，可以通过I/O模块传递到外部设备，实现外部设备 的相应操作，来自外部设备的检测信号也可以通过I/O模块传递到CPU进行处理。在此 需要说明的是，本文中的“本地I/O模块”指的是与IPC和PLC模块一起设置在电气室 中的I/O模块，本文中的“远程I/O模块”指的是与现场的执行部件和/或采集部件一 起集成在现场执行单元中的I/O模块。所述执行部件是指设置在定位车、推车机、翻车机等上的用于通过控制指令执 行定位车、推车机、翻车机等的动作的部件，例如受控开关。所述采集部件是指设置在 定位车、推车机、翻车机等上的用于通过控制指令采集定位车、推车机、翻车机等的检 测信号的部件，例如传感器。在翻车机控制系统中，IPC 1与PLC模块2通过DH+链路连接，用于控制翻车 机动作的各种控制指令通过IPC 1的CPU输入到PLC模块2，PLC模块2对输入的控制指令进行运算和处理，并将控制信号通过I/O模块传递到现场执行单元9，以实现对现场 执行单元9中的多个执行部件和/或采集部件的控制。根据本实用新型的技术方案，所述现场执行单元9包括至少一个远程I/O模块 3，所述至少一个远程I/O模块3与所述多个执行部件和/或采集部件连接并一起集成在 所述现场执行单元9中，并且一个所述远程I/O模块3连接一个以上执行部件和/或采 集部件。根据本实用新型的一种实施方式，可以在定位车、推车机、翻车机等翻车机系 统的主体部分上分别设置电气接线箱，并将定位车、推车机、翻车机等的各自的远程I/ O模块分别安装在各自的电气接线箱内，以实现与各个主体部分的执行部件和/或采集 部件集成。根据本实用新型的另一种实施方式，可以在翻车机上设置一个总的电气接线 箱，将远程I/O模块安装在该电气接线箱内，通过该远程I/O模块与现场执行单元9中的 各个执行部件和/或采集部件连接来实现信号传递。远程I/O模块3与多个执行部件和 /或采集部件在现场执行单元9中的集成节省了两者之间用于连接的大量长距离的电缆， 便于安装和维护。根据本实用新型的技术方案，所述PLC模块2通过远程I/O链路4与所述至少 一个远程I/O模块3连接，所述远程I/O链路4为任意可以将来自PLC模块2的控制电 信号传递到远程I/O模块3的输入端或将来自I/O模块3输出端的电信号传递到PLC模 块2的信号传输介质，例如可以为PVC双绞线电缆。由于PVC电缆可以同时传送多个 电信号，优选情况下，所述远程输入/输出链路4为一条，可以将传输到每个远程I/O模 块3的控制电信号进行整合以通过一条PVC电缆进行传输。由于PVC电缆的逐步老化容易引起电缆内部断线等故障，查找这类故障费时费 力，并且PVC电缆受到电磁干扰会引起电信号的损耗。为了避免电磁干扰，降低电信号 在传播过程中的损耗，提高系统的稳定性，同时便于检修，优选情况下，如图2所示， 所述远程I/O链路4为光缆，所述控制系统还包括安装在远程I/O链路4两端的光纤中继
器5 ο光缆是以光纤为传输元件以实现光信号传输的通信线路，光纤能够以较高的传 输速率同时传输多个信号，中继段距离长、体积小，重量轻，不受电磁场和电磁辐射的 影响，是目前常用的信号传输线路。根据本实用新型的技术方案，远程I/O链路4的两 端分别安装有光纤中继器5，光纤中继器5为用于将电信号转换为光信号或将光信号转换 为电信号的模式转换装置，来自PLC模块2的多个控制电信号通过光纤中继器5转换为光 信号后，在光缆中整合在一起通过光纤传播，并在到达远程I/O模块3时通过光纤中继器 5再还原为控制电信号分别传递到各个执行部件和/或采集部件，以实现对现场执行单元 9中的多个执行部件和/或采集部件的控制。采用光缆作为PLC模块2与远程I/O模块 3之间的远程I/O链路4，避免了普通PVC电缆在传输过程中容易受到电磁干扰的问题， 降低了信号损耗，大大提高了系统的稳定性。优选情况下，所述远程输入/输出链路4为一条，由于从电气室的PLC模块2传 递到现场执行单元9的所有控制信号都通过一根光纤传输，维护保养十分方便，即使光 纤出现断裂故障，由于PLC模块2的通信不能正常进行从而发出报警并停机，修复也十 分容易。在翻车机控制系统中，电气室与现场执行单元9之间连接有电源电缆，用于向现场设备以及远程I/O模块3的工作提供电能。当电源电缆出现故障，或者有干扰侵入， 例如电压过低、过高、突变、断电、浪涌、脉冲干扰等情况出现时，有可能造成远程I/ O模块3的硬件故障或运行错误，出现不可预料的情况。为了避免现场的远程I/O模块 3突然停电出现不可预料的情况，优选情况下，如图2所示，本实用新型提供的翻车机控 制系统中还包括与所述至少一个远程I/O模块3连接的不间断电源6。不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)是连接在电源与电力设备之 间、用于向电力设备提供不间断的电力供应的装置。UPS具有储能装置，当市电(220V 交流)输入正常时，UPS将市电稳压后供应给电力设备使用，同时向储能装置充电；当 市电中断时，UPS立即将储能装置的电能通过逆变转换的方法向电力设备继续供应，使 电力设备维持正常工作，保护电力设备不受损坏，同时在市电断电情况下及时报警，以 便及时维修。根据本实用新型的技术方案，将UPS与远程I/O模块3连接，在电源电缆供电 过程中，UPS能够将电源稳压抑制，保证远程I/O模块3的正常工作；当电源电缆出现 故障时，UPS能够继续向远程I/O模块3供电，避免了因远程I/O模块3突然停电而出 现不可预料的情况，并及时向PLC模块2报警，以便工作人员及时维修。采用本实用新型提供的翻车机控制系统，节省了用于在本地I/O模块与现场执 行单元的执行部件和/或采集部件之间连接的大量长距离的电缆，降低了费用，维护方 便，稳定性高。虽然本实用新型已通过上述实施例所公开，然而上述实施例并非用以限定本实 用新型，任何本实用新型所属技术领域中的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范 围内，应当可作各种更动与修改。因此本实用新型的保护范围应当以所附权利要求书所 界定的范围为准。
权利要求1.一种翻车机控制系统，该控制系统包括工控机(1)、可编程逻辑控制器模块(2)以 及现场执行单元(9)，所述工控机(1)与所述可编程逻辑控制器模块(2)连接，所述现场 执行单元(9)包括多个执行部件和/或采集部件，其特征在于，所述现场执行单元(9)还 包括至少一个远程输入/输出模块(3)，所述至少一个远程输入/输出模块(3)与所述多 个执行部件和/或采集部件连接并一起集成在所述现场执行单元中，并且一个所述远程 输入/输出模块(3)连接一个以上执行部件和/或采集部件，所述可编程逻辑控制器模块 ⑵通过远程输入/输出链路⑷与所述至少一个远程输入/输出模块⑶连接。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述远程输入/输出链路(4)为 PVC双绞线电缆。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述远程输入/输出链路(4)为光 缆，所述控制系统还包括安装在所述远程输入/输出链路(4)两端的光纤中继器(5)。
4 .根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统 还包括与所述至少一个远程输入/输出模块(3)连接的不间断电源(6)。
5.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的控制系统，其特征在于，所述远程输入 /输出链路(4)为一条。
专利摘要本实用新型提供的翻车机控制系统包括工控机(1)、可编程逻辑控制器模块(2)以及现场执行单元(9)，工控机(1)与所述可编程逻辑控制器模块(2)连接，现场执行单元(9)包括多个执行部件和/或采集部件，现场执行单元(9)还包括至少一个远程输入/输出模块(3)，所述至少一个远程输入/输出模块(3)与所述多个执行部件和/或采集部件连接并一起集成在所述现场执行单元中，并且一个所述远程输入/输出模块(3)连接一个以上执行部件和/或采集部件，所述可编程逻辑控制器模块(2)通过远程输入/输出链路(4)与所述至少一个远程输入/输出模块(3)连接。本实用新型提供的翻车机控制系统节省了费用，维护方便，稳定性高。
文档编号B65G67/48GK201793257SQ20102026243
公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者李靖宇, 董传博, 韩亚慈 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华黄骅港务有限责任公司