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無線通訊技術在起重機聯動控製上的應用
時間:2018-11-08 08:24:45  來源:  作者:
摘要:本文通過對無線通訊技術的知識了解,把無線通訊技術應用在多台起重機的聯動控製中。
關鍵詞:起重機;無線通訊;
我公司為某鋼廠生產了4台起重機,4台起重機需要聯動控製,共同抬吊某幾段固定長的物體,有時需要2台起重機聯動控製,有時需要3台起重機聯動控製,有時需要4台起重機聯動控製。
1、圖紙設計
起重機采用變頻器驅動、PLC控製,PLC和變頻器之間采用Profibus-DP通訊,起重機與起重機之間采用無線通訊模塊進行數據交換,利用編碼器作為反饋信號,反饋各台起重機各個機構的運行距離,來達到多台起重機同步運行的目的。
1.1起升機構變頻器采用西門子公司的S120係列,運行機構變頻器采用安川公司的的A1000係列。
1.2 PLC采用西門子的S7-300係列,外配以太網通訊模塊。
1.3 無線通訊模塊采用西門子的W788係列。
1.4編碼器采用P+F的帶有Profibus-DP通訊口的絕對值編碼器。
圖紙設計有主動控製開關、從動控製開關、單動控製開關、聯動控製開關及控製其它3台車單動的控製開關;起重機本機的啟動按鈕、停止按鈕、電鈴開關、照明開關及各個機構的控製開關等。本機的各個按鈕及開關用於控製本機即單台起重機各個機構的運行及停止;主動控製開關和從動控製開關互鎖,主動控製開關用於此台起重機做主車,向從車發出控製命令,從動控製開關用於此台起重機做從車,接收主車的控製命令;單動控製開關和聯動控製開關進行互鎖,單動控製開關用於控製本機單獨工作,聯動控製開關用於控製聯動,和別的起重機進行聯動工作。本機上安裝的3個單動控製開關,用於在本機上分別對另外3台車單獨操作。
2、程序編製
2.1對PLC控製係統的硬件進行組態
 利用西門子STEP7編程軟件對硬件組態,打開STEP7編程軟件,插入300PLC的道軌、電源、CPU、以太網模塊、輸入輸出模塊、西門子變頻器S120硬件、安川變頻器A1000硬件、P+F編碼器硬件,對其硬件進行保存並編譯。在本項目下再分別插入另外3台車所用的PLC,對每台車所用的PLC分別進行保存並編譯。在組態網絡下,把4台PLC組成ISO-on-TCP連接網絡,保存並編譯。這樣硬件組態完成。
2.2編製本機的通訊控製程序
    本機的通訊控製程序利用西門子編程軟件的SFC14和SFC15功能塊,對變頻器進行讀和寫的操作;用STARTER軟件對S120變頻器進行硬件配置,對其通訊報文采用標準報文機構;利用S120變頻器的控製字和狀態字對其進行啟動命令、停止命令和速度命令的給定,同時對狀態字進行監控,實現其保護功能;利用安川變頻器的控製字和狀態字對其進行啟動命令、停止命令和速度命令的給定,同時對狀態字進行監控,實現其保護功能。
2.3編製4台PLC之間的通訊控製程序
在STEP7編程軟件中調用FC5和FC6功能塊,通過該功能塊對4台起重機PLC之間的發送和接收數據進行編程。把其中一台車的數據分別發送到另外3台起重機上,同時也接收另外3台起重機的數據,其數據包括控製命令、速度命令和各個機構運行的距離等。
2.4編製4台起重機各個機構的同步控製程序
利用編碼器把各個機構運行的距離計算出來,以某台起重機各個機構運行的距離為基準,把另外3台起重機各個機構運行的距離與基準距離進行比較,若其距離大於基準距離,說明該台起重機該機構的運行速度快,則把其運行速度降低,給定變頻器的速度值小點,否則,則給定其速度值大點,來保證多台起重機各個機構的同步性。
2.5編製聯動控製程序
根據各台PLC傳輸的數據,把其聯動控製開關和單動控製開關的點,編製在控製程序中,若聯動控製開關的點閉合,則各台起重機處於聯動狀態;若單動控製開關的點閉合,則起重機單獨工作,不受任何一台起重機控製。主動控製開關和從動控製開關在聯動控製開關閉合的情況下起作用,把主動控製開關和從動控製開關的點,編製在控製程序中,主動控製開關的點閉合,則此台起重機為主動起重機,可以控製從動的起重機;從動控製開關的點閉合,則此台起重機為從動起重機,隻能受主動起重機的控製,從動車的主令操作不起作用;在聯動狀態下,通過操作另外3台起重機的單動開關,可以控製其中的任意1台起重機單獨工作。
 2.6編製通訊中斷程序
 利用CPU屬性自帶的周期/時鍾存儲器中的時鍾存儲器,其時鍾存儲器的字節中的每位有不同的掃描周期,根據其掃描周期進行通訊的定時編程。若無線通訊中斷,則CPU的時鍾掃描周期會中斷,則定時器會導通,從而保證中斷程序的正常運行。
3、調試
3.1硬件調試
根據Profibus-DP通訊的特點,根據硬件的組態,設置各個變頻器的DP地址,設置編碼器的地址,然後根據其軟件,運用在線功能,判斷各個從站是否都處於在線狀態,先把各個站點掛在Profibus-DP通訊線上。
3.2變頻器調試
先對起升機構的變頻器調試,運用STARTER軟件對變頻器調試,對電機進行選擇性自學習,設置其控製方式為有PG失量控製。再對運行機構的變頻器進行調試,設置其控製方式為有PG壓頻控製方式。最後對變頻器控製電機的方向進行調試,電機的運行方向要與其主令的控製方向相一致。
3.3軟件調試
3.3.1對無線通訊模塊W788組態
根據對PLC網絡的組態,W788組態要與PLC組態在同一網段中,隻有這樣,4台PLC之間才能進行數據的交換。
3.3.2對程序進行調試
根據絕對值編碼器旋轉的脈衝數,計算出單位距離對應的脈衝數,根據對起重機各個機構運行的距離進行比較,對其速度進行調整,調整給定速度值的大小。同時,要把通訊中斷的保護程序進行調試,以達到無線通信中斷後,起重機能完全停止,防止安全事故的發生。
4結束語
通過對4台起重機的電控設計及調試,無線通信滿足了起重機同步控製的需要,及其在無線通訊故障的情況下,起重機安全停車的要求。把無線通訊模塊運行在起重機這種特種設備上是完全可行的。
參考文獻
[1] 起重機設計規範編寫組.起重機設計規範(GB/T3811-2008)[S].北京:中國標準出版社,2008.
[2] 龔仲華主編.S7-200/300/400PLC應用技術.[S].北京:人民郵電出版社,2008.
[3] 裘為章主編.實用起重機電氣技術手冊.北京:機械工業出版社,2001.
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