無線通訊技術在大型起重機械上的應用

余德昌，夏禮平，蔣昌虎

（1.馬鞍山市特種設備監督檢驗中心，安徽 馬鞍山 243000；

2.馬鞍山市產品質量監督檢驗所，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督檢驗中心，安徽 馬鞍山 243000；

2.馬鞍山市產品質量監督檢驗所，安徽 馬鞍山 243000）

本文首先探討起重機械的大致情況和現狀以及大多數起重機械電氣控制技術的現狀及其不足之處，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有線控制技術的優越之處，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的應用，大型起重機械或者多臺聯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帶來了極大的便利。在傳統操作中，大多數情況下，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

由于工業通信技術的進步和自動控制系統理論的不斷發展，目前呈現出網絡控制技術慢慢融入到重型機械電氣控制系統中，重型機械電子控制呈現出自動化、一體化等新特點，特別是網絡技術的應用。當前，火電廠雙小車橋式起重機控制系統應用場合廣泛，因此被深入研究。本文研究了MPI網絡系統，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，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系統中的應用。

2.1MPI系統概述

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，能夠達成全面數字通訊和一部分的數字交流，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網絡可以將PLC與PLC之間的通信變為現實，這種通信主要有如下三種模式，如全局數據包通信方式，非配置連接的通信方式和組態連接通信方式。這三種通訊方式可以用于可編程邏輯數字計算器之間進行數字傳輸及計算，并且只需要關注數字的傳輸及發收就可。通過調用系統功能塊來實現實時數據的交換。

2.2電控系統概況

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。這時二者的協同性較差，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網絡實現和車，主駕駛室單人單動和聯動機制2起重機。聯動也是一種糾正功能。該系統是2臺75/20 T型橋式機，普通升降式發電機轉子，各橋從主起重機構、升降機構、小車運動系統、大車運行系統。其中，速度大小控制由ABB變頻器acc800來實現，工作時大、小車用ACS800速度，詳見圖1。

當一個整體系統有2套75/20 t橋式機共同起吊發電機的轉子情況下，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網絡，完成所有車輛的操作，詳見圖2。

2.3MPI網通訊實現

本系統利用西門子S7—300PLC來實現電氣控制系統采，控制輸入和輸出的數據是通過過濾器、適配器，RS485中間繼電器、PROFIBUS通訊橋機PLC的MPI端口進行傳輸的，再通過MPI網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數據區中讀數據并存儲到汽車db4數據段，而DB3數據段的車輛數據的數據區的汽車。數據區為32字節，同時在1#橋機調用SFC67和SFC68將占用一個動態連接，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。根據有關經驗，數據傳輸實時性強，安全、可靠，而且還可以節約大量邊線，并且具有數字自動傳送、自動糾正起升位置。為了提升整機的智能化和交互性，本系統又加入了人機界面，為國內的雙橋機是控制系統優化打下扎實的基礎。

［1］ 須雷.國外起重機行業未來的發展趨勢［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