余德昌，夏禮平，蔣昌虎

（1.馬鞍山市特種設備監(jiān)督檢驗中心，安徽 馬鞍山 243000；

2.馬鞍山市產品質量監(jiān)督檢驗所，安徽 馬鞍山 243000）

無線通訊技術在大型起重機械上的應用

余德昌1，夏禮平2，蔣昌虎2

（1.馬鞍山市特種設備監(jiān)督檢驗中心，安徽 馬鞍山 243000；

2.馬鞍山市產品質量監(jiān)督檢驗所，安徽 馬鞍山 243000）

本文首先探討起重機械的大致情況和現(xiàn)狀以及大多數(shù)起重機械電氣控制技術的現(xiàn)狀及其不足之處，然后再討論無線控制技術的相關原理及其應用和其相對于傳統(tǒng)有線控制技術的優(yōu)越之處，針對起重機械無線控制的相關應用進行闡述，并給出相關的實踐結果和結論。

無線通訊；大型；起重機械

1　傳統(tǒng)起重機械控制方式不足

我們日常見到的工廠、碼頭、礦山等處使用的起重機械尤其是大型起重機械，復雜的布線是我們司空見慣了。如今有了無線控制系統(tǒng)的應用，大型起重機械或者多臺聯(lián)動起重機之間就少了很多復雜的線纜，給起重機械的安裝和日常維修保養(yǎng)帶來了極大的便利。在傳統(tǒng)操作中，大多數(shù)情況下，是由一位起重工進行指揮，多操作人員一起操作。因為操作人員操作不一樣，以及各個控制過程反應不統(tǒng)一，造成起吊不同，容易導致安全事故。

2　無線通訊控制技術在起重機械上的應用

由于工業(yè)通信技術的進步和自動控制系統(tǒng)理論的不斷發(fā)展，目前呈現(xiàn)出網(wǎng)絡控制技術慢慢融入到重型機械電氣控制系統(tǒng)中，重型機械電子控制呈現(xiàn)出自動化、一體化等新特點，特別是網(wǎng)絡技術的應用。當前，火電廠雙小車橋式起重機控制系統(tǒng)應用場合廣泛，因此被深入研究。本文研究了MPI網(wǎng)絡系統(tǒng)，它采用馬鞍山市雙力起重設備制造有限公司2套75/20 t橋機（橋式起重機）。同時采用汽車動力系統(tǒng)，通過試驗證明，該裝置具有實時性、可靠性、安全性，能滿足電站轉子吊裝很好。下面介紹MPI系統(tǒng)中的應用。

2.1MPI系統(tǒng)概述

做為一種簡單、經濟的通信方式，MPI被廣泛應用。主要技術指標包括：通信速率19.2-12 Mbit/s，根據(jù)使用經驗，一般將通常默認設置為187.5 kbit/s。如果要選擇編程接口，同時可以做為一種MPI通訊接口，那么可以考慮西門子的S7-200/300/400的CPU接口RS485。這種接口成本較低，在沒有另外投資時，能夠達成全面數(shù)字通訊和一部分的數(shù)字交流，S7等通信功能。MPI的最長傳輸距離可以達到50 m。可是若經過中繼器，兩個站點之間的傳輸距離可以高至9 100 m。MPI搭配RS485使用，必須由PROFIBUS總線進行端口連接。同時，通過MPI網(wǎng)絡可以將PLC與PLC之間的通信變?yōu)楝F(xiàn)實，這種通信主要有如下三種模式，如全局數(shù)據(jù)包通信方式，非配置連接的通信方式和組態(tài)連接通信方式。這三種通訊方式可以用于可編程邏輯數(shù)字計算器之間進行數(shù)字傳輸及計算，并且只需要關注數(shù)字的傳輸及發(fā)收就可。通過調用系統(tǒng)功能塊來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的交換。

2.2電控系統(tǒng)概況

火電廠水電站橋式起重機在起重機械、定子和轉子，也應用在車輛等運輸場合。目前，通常采用如下兩種方式，第一是利用雙小車碼頭用大噸位機型，第2種是2個一樣噸位的小型單軸機和汽車舉升機，設計制造成本低，操作靈活，操作簡單，操作簡單。為此，該系統(tǒng)采用75套2/20 T型橋機和車輛運行模式。

在過去的2套單車橋機和當車輛運行時，大多依靠手動控制，2名操作人員各自操作自己的系統(tǒng)。這時二者的協(xié)同性較差，不能對提高的精度和安全行進行保障。可以進行如下設計，通過MPI網(wǎng)絡實現(xiàn)和車，主駕駛室單人單動和聯(lián)動機制2起重機。聯(lián)動也是一種糾正功能。該系統(tǒng)是2臺75/20 T型橋式機，普通升降式發(fā)電機轉子，各橋從主起重機構、升降機構、小車運動系統(tǒng)、大車運行系統(tǒng)。其中，速度大小控制由ABB變頻器acc800來實現(xiàn)，工作時大、小車用ACS800速度，詳見圖1。

當一個整體系統(tǒng)有2套75/20 t橋式機共同起吊發(fā)電機的轉子情況下，考慮到讓兩套機器中間的2點懸掛橋不改變。在1#，2#橋機端梁上設有機械鎖緊裝置。當汽車運行時，首先通過工作臺轉換開關來確定哪些車或車側，再在主車聯(lián)動并通過選擇開關按鈕進行相應操作，如“本車”、“并車”、“它車”。通過這種方式就能夠在主車一起或者單個操作，在兩橋機主起升和副起升的大車、小車運行機構、汽車，都能夠實現(xiàn)同步或者單獨調整。任意一套兩橋機都能夠作為主車使用，主車能夠完成車輛的操作，其操作和車輛的操作。并車運行時，通過2輛車的MPI對PLC端口形成一個MPI網(wǎng)絡，完成所有車輛的操作，詳見圖2。

2.3MPI網(wǎng)通訊實現(xiàn)

本系統(tǒng)利用西門子S7—300PLC來實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)采，控制輸入和輸出的數(shù)據(jù)是通過過濾器、適配器，RS485中間繼電器、PROFIBUS通訊橋機PLC的MPI端口進行傳輸?shù)?，再通過MPI網(wǎng)絡單向通信編程模式中，客戶端和服務器端的訪問模式。通過調用sfc67（X EBA）和sfc68（X放），汽車DB3數(shù)據(jù)區(qū)中讀數(shù)據(jù)并存儲到汽車db4數(shù)據(jù)段，而DB3數(shù)據(jù)段的車輛數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)的汽車。數(shù)據(jù)區(qū)為32字節(jié)，同時在1#橋機調用SFC67和SFC68將占用一個動態(tài)連接，當2臺橋機機械連鎖打開時，128.0=1，中斷通信并釋放該連接。

圖1　雙小車橋式起重機并車原理圖

圖2　無線控制雙小車橋式起重機實拍圖

3　小結

通過對上述的程序進行分析整合，編寫出1個完善的橋機自動控制系統(tǒng)。根據(jù)有關經驗，數(shù)據(jù)傳輸實時性強，安全、可靠，而且還可以節(jié)約大量邊線，并且具有數(shù)字自動傳送、自動糾正起升位置。為了提升整機的智能化和交互性，本系統(tǒng)又加入了人機界面，為國內的雙橋機是控制系統(tǒng)優(yōu)化打下扎實的基礎。

［1］ 須雷.國外起重機行業(yè)未來的發(fā)展趨勢［J］.中國科技博覽，2012（32）：241.

［2］ 張質文，王金諾.起重機設計手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，2000.

TH21；TP274

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1671-0711（2016）08（下）-0064-02