依据以太网的桥式起重机智能化操控体系

  摘 要：为了完成起重运送机械的智能化开展需求，满意设备在安全牢靠、精准定位、平稳运转等方面的高性能要求，提出了一种依据以太网的桥式起重机智能化操控计划。在桥式起重机体系组成以及电气体系操控原理根底上，要点构建桥式起重机智能化操控体系中网络组成，要点重视现场总线和以太网技能在桥式起重机智能化操控中的使用。定论标明，智能化操控体系在起重机中使用，能够完成准确定位、长途遥控、智能防撞、安全监控和故障诊断等功用。

  桥式起重机操作灵敏，安稳，安全牢靠，是使用范围最广、数量最多的一种起重机械[1]。Prouibus-DP 在许多情况下被用于工业操控体系设备间的高速数据传输，是一种典型的总线]。工业以太网有通讯速率高，资源共享才能强的长处，现在越来越多的使用于工业现场设备通讯。作为工业以太网的一种，Modbus/TCP 协议是Modbus 宗族中使用于自动操控配备上的敞开的通讯协议，具有简略牢靠，使用方便，通用性强等长处[3]。

  鉴于桥式起重机的智能化开展特色和趋势，本文提出了一种依据Profibus 和工业以太网的桥式起重机智能化操控计划，试验标明能够到达预期。

  依据Profibus 与Modbus/TCP，桥式起重机智能化操控体系可在必定程度上完成准确定位，防摇，途径规划与上层监控功用。

  应收集的桥式起重机安全监控信息收集源有起重量限制器、起升高度限位器/ 下降深度限位器、运转行程限位器、门限位、组织之间的运转联锁、同一或不同轨迹运转组织防撞设备、超速保护设备和起升组织制动器等。应收集的桥式起重机监控参数有起重量、起升高度/ 下降深度、操作指令、作业时刻、累计作业时刻和作业循环等[4]，如图1 所示。

  归纳以上相关规范，需求使用称重传感器、测距传感器等模拟量传感器来完善信息的收集；使用工控机来完成机载监控与上位机操控功用；使用编码器和摆角检测设备完成准确定位与防摇功用需求；使用服务器作为企业管理层完成长途监控。

  桥式起重机智能化操控计划体系PLC 装备如图2所示，加装以太网通讯模块使PLC 与工控机经过工业以太网进行通讯；加装模拟量输入模块，收集称重传感器、测距传感器的模拟量并储存在PLC 的寄存器之中，工控机可获得传感器数据并进行机载监控；选用Profibus-DP 现场总线进行组网，将大车、小车、起升变频器与大车、小车、起升绝对值编码器进行组态，加装的大车和小车编码器将测得的圈数与方位存入到PLC的寄存器傍边，工控机可获取编码器信息进行处理，准确定位的一起也为途径规划和防摇的完成供给了参数。

  桥式起重机智能化操控计划体系工控机操控部分逻辑结如图3 所示。作为工业自动化设备和信息产业根底设备的中心，工控机起到了要害的操控效果。首要，坐落信息层的路由器，触摸屏和工控机经过以太网通讯模块与操控层的PLC 经过工业以太网Modbus-TCP 相连，PLC 经过数据收集模块将现场设备层的信息聚集到操控层，再经过工业以太网将数据高速传输到工控机，使用工控机强壮的核算才能，将传感器捕获的数据进行核算、处理，然后完成准确定位与防摇功用。其次，双目摄像头经过工业以太网接口将视频画面收集到工控机里边并进行双目视觉三维建模，再依据树立的工厂厂房三维模型和吊钩开始然后完成途径规划的功用。工控机作为机载监控体系的硬件，选用Linux 体系，经过在工控机上树立的机载监控数据库将收集到的有关起重机运转状况的数据进行剖析与监控并经过触摸屏显现，然后完成人机界面显现。

  桥式起重机智能化操控计划长途监控体系全体结构图如图4 所示。以工控机为中心的机载监控中心将对起重机运转状况参数进行监控并经过人机界面履行显现信息、报警提示的功用，作为长途监控中心的协同为保护和操作人员供给起重机运转状况的相关信息。机载监控中心经过路由器与监控中心服务器经过局域网相连，将监控参数和视频图画传给监控中心进行处理并提取出要害数据，坐落企业内部的工程师或保护人员供给监控、预警、长途状况检测、故障诊断等功用。

  Profibus 选用轮询方法，轮询过程中的发起者总是主站，呼应者是从站，主站PLC 向隶属它的从站恳求数据或是发送操作指令。从站在体系设定的时刻范围内对主站的恳求做出呼应，包含参数化、组态、周期换数据等[5]。桥式起重机智能化操控计划中使用Profibus-DP 现场总线对部分现场设备进行组网后组态并进行数据交换。

  桥式起重机智能化操控计划长途监控中心的中心数据流图如图6 所示。监控中心建在企业内部，坐落厂房或厂内监控室，各部分较为会集，传输间隔不远，信号衰减不剧烈。但是，因为对通讯网络的牢靠性和传输速率要求较高，以太网成为了监控中心通讯网络的首选。除了上述长处，以太网比较灵敏，既可扩展设备，又可接入广域网，为今后企业之间信息传输和工业大数据，云核算等海量数据的剖析和处理留下了晋级空间。

  1）所规划的智能化操控体系能够满意起重机操控体系对自动化和实时性的要求。

  [3] 韩丹涛，赵艳领，公彦杰. 一种工业以太网状况安全监视器的规划[J]. 电子丈量技能，2019，42(8)：110-114.

  [5] 田源泉，李辉，汪林，等. 巨型水电站机组辅佐设备自动操控一体化规划[J]. 水电与新能源，2018，32(2)：29-32.