专利名称：缆索起重机电气控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及施工领域，尤其是关于缆索吊装，具体是一种缆索起重机 电气控制系统。
背景技术：
现有的传统继电器控制系统，由于其耗电多、寿命短、可靠性差、多台巻 扬机无法同步控制等缺点明显，而现场施工要求越来越高，比如南宁大桥主桥 的施工，第一，桥缆索吊装系统主索跨度大，由于边跨原则上保证边跨主索水
平夹角小于26。并结合地形条件为控制目标设置，由此确定主索跨度布置为 东4则240m(Ll) + 452m(L0)十280 (L2)m,西,'J 235m(Ll)十452m(L0) + 280m(L2)，主跨L0为452m;第二，巻扬机数量多缆索吊机共使用32台 主巻扬机，分别为16台起重巻扬机和16台牵引巻扬机，另有4台工作索道用 巻扬机,单独控制；第三,起吊质量大,钢箱拱西拱第一节段最大质量达到218t。 第四，巻扬机启停频繁；第五，钢箱拱线形调整精度要求高，该桥换节段空中 对位关系到纵向、横向、高度方向及自身扭转等四个方向的调整，所以精度要 求高。因此现有继电器控制系统将无法满足现场施工需要，因而需要一种能够 解决上述问题，并且安全可靠的新控制系统。。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了弥补传统继电器控制系统在大吨位吊装的不足，提 出了一种安全可靠、多台巻扬机同步控制性能好及钢箱拱线形控制精度高的以 PLC为核心的电气集中控制系统。
该缆索起重机电气控制系统由综合监控、PLC控制系统和ABB变频传动系统
3三级系统组成，三级之间的数据交换通过PROFIBUSDP总线通讯实现，其中综
合监控是操作人员用来对设备控制发送指令及信号的采集；PLC控制系统在
南、北均设一个西门子/>司S7-300系列CPU作为主站，这两个主站CPU互为
备用；信号的采集和设备的控制均由远程ET200M从站来完成，主站CPU与从
站通过PROFIBUS DP总线连接起来，从站与从站之间是通过PROFIBUS DP光纤
电缆将北岸上、下游控制对象连接成一体，实现起重机各机构运行的时序和逻
辑控制；整个控制系统为西门子公司S7-300系列CPU+远程ET200M(高密度配
置的模块化I/O站)的控制形式，并采用了可编程控制器(PLC)和HMI触摸屏的
信息管理系统；ABB整流/回馈单元通过公用直流母线与各机构逆变器相连，
ABB变频传动系统接收到PLC发出的模拟信号以后，利用起升、行走变频器来
控制起升及行走巻扬机，从而达到控制缆索起重小车的起升及行走。
本实用新型通过实现多台巻扬机同步运行，很好地满足了现场施工吊装要 求，提高了整机的性能、减少了操作人员数量、降低了操作司机强度。
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1是PLC电气控制系统布置示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互 相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除 非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非 特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
图1为缆索起重机电气控制系统示意图，如图中所示本系统由综合监控(触摸界面操作台)、PLC控制系统和ABB变频传动系统三级系统组成。三级之间的 数据交换通过PROFIBUSDP总线通讯实现。综合监控(触摸界面操作台)是操 作人员用来对设备控制发送指令及信号的采集；它由触摸界面及其相应的应用 软件组成，通过MPI (多站通讯协议)口与PLC的CPU通讯获取所需信息从而 监控整车的运行状态和故障信息，实现故障自诊断，易于起重机的日常维护和 检修；PLC控制系统在南、北均设一个西门子公司S7-300系列CPU作为主站， 这两个主站CPU互为备用；信号的采集和设备的控制均由远程ET200M从站来 完成，主站CPU与从站通过PROFIBUS DP总线连接起来，从站与从站之间是通 过PROFIBUSDP光纤电缆将北岸上、下游控制对象连接成一体，实现起重机各 机构运行的时序和逻辑控制；整个控制系统为西门子公司S7-300系列CPU+远 程ET200M(高密度配置的模块化I/O站)的控制形式，并采用了可编程控制器 (PLC)和HMI触摸屏的信息管理系统。ABB交流变频调速系统的原理交流电动 机的速度与供电频率成正比，均匀的改变供电频率，可以平滑的改变电动机的 同步转速，从而实现鼠笼式异步电机的速度控制。ABB整流/回馈单元通过公用 直流母线与各机构逆变器相连实现各机构驱动电动机转矩和速度的精确控制。 PLC采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序 运算、计时、计数和算术运算等搡作的指令，并能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。本缆索吊机PLC电气集中控制系统 工作原理综合监控系统(操作台)通过发送缆索起重小车控制指令，由ET200M 从站转换成数字信号，通过PROFIBUS DP光纤电缆将数字信号传输至PLC主站 CPU,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 指令，在各种不同工况指令下，执行相对应的运算指令；通过CPU自身输入、 输出、处理、记忆、控制等功能来实现，并转换成模拟信号输出；ABB变频传动系统接收到PLC发出的模拟信号以后，利用起升、行走变频器来控制起升及 行走巻扬机，从而达到控制缆索起重小车的起升及行走。
本PLC控制系统使用到的变频传动系统具有以下优点(1 )全数字、智能 化的设计、方便灵活的速度设定，实现稳定低速运行，改善了定位的准确性； (2)软起动和制动，减少了机械冲击，延长传动机构寿命，运行平稳；(3) 电动机运行方向、速度无触电控制，提高了电气系统的可靠性；(4)自动的故 障监测和保护；(5)利用变频器基频以上近似恒功率调速的特性，可实现负载 较小时的速度加倍运行，提高了起重机的工作效率。很好地弥补了传统继电器 在设备频繁启动的工作环境下故障多、性能不稳定的缺点。从PLC的机外电路 来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线 及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带 有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。PLC控制系统只 需要通过指令输入、输出便可以同步控制多台巻扬机，并且在应用软件中，编 入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障 自诊断保护，使整个系统具有极高的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、缆索起重机电气控制系统，其特征在于本系统由综合监控、PLC控制系统和ABB变频传动系统三级系统组成，三级之间的数据交换通过PROFIBUS DP总线通讯实现，其中综合监控是操作人员用来对设备控制发送指令及信号的采集；PLC控制系统在南、北均设一个西门子公司S7-300系列CPU作为主站，这两个主站CPU互为备用；信号的采集和设备的控制均由远程ET200M从站来完成，主站CPU与从站通过PROFIBUS DP总线连接起来，从站与从站之间是通过PROFIBUS DP光纤电缆将北岸上、下游控制对象连接成一体，实现起重机各机构运行的时序和逻辑控制；ABB整流/回馈单元通过公用直流母线与各机构逆变器相连，ABB变频传动系统接收到PLC发出的模拟信号以后，利用起升、行走变频器来控制起升及行走卷扬机，从而达到控制缆索起重小车的起升及行走。
2、 如权利要求1所述的缆索起重机电气控制系统，其特征在于综合监控通 过MPI 口与PLC的CPU通讯获取所需信息从而监控整车的运行状态和故障信息， 实现故障自诊断。
专利摘要本实用新型公开了缆索起重机电气控制系统，该系统由综合监控、PLC控制系统和ABB变频传动系统三级系统组成，三级之间的数据交换通过PROFIBUS DP总线通讯实现，其中综合监控是操作人员用来对设备控制发送指令及信号的采集；ABB整流/回馈单元通过公用直流母线与各机构逆变器相连，ABB变频传动系统接收到PLC发出的模拟信号以后，利用起升、行走变频器来控制起升及行走卷扬机，从而达到控制缆索起重小车的起升及行走。本实用新型通过实现多台卷扬机同步运行，很好地满足了现场施工吊装要求，提高了整机的性能、减少了操作人员数量、降低了操作司机强度。
文档编号B66C13/22GK201347327SQ20082022379
公开日2009年11月18日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者吴玉龙, 诚 唐, 林用祥, 蒋光全, 郜小群 申请人:中铁二局股份有限公司;中铁二局第五工程有限公司