缆索起重机系统计算机控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种微机控制缆索起重机系统的方法，该系统主要有上位计算机、ＰＬＣ、自控设备、自动检测设备等组成，ＰＬＣ以一定的程序自动控制缆机的升降、牵引、副塔运动，用自动检测设备取来的距离信号，控制换挡调速、复合运动，限位直至吊钩准确定位。运输过程由上位计算机进行监测。微机控制缆机自动垂直运输、定点下料；仓面遥控卸料和遥控回程起步；对缆机运行和施工部分现场实时监测。它适用于野外的恶劣环境，可靠性高，适用于高拱坝缆机施工机械。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于缆索起重机系统控制领域，分类号B66C13/00。目前国内、外缆索起重机的控制系统均采用接触器、继电器组成的机电控制系统，以时间顺序控制，由操作者视吊钩进行人工手动换档调速，人工手动操作运行，整个运行中操作者要高度集中，与操作者熟练程度、运输快慢影响极大。近年来美国在人工手动操作的基础上，增加了无线电遥控操作缆机，但目前其可靠性低、德国在原手动的基础上增加了无线电遥控和有线遥控的操作缆机的方式，但无线和有线遥控均要工人视吊钩运行而操作。本专利技术的目的是提供一种对缆索起重机系统进行计算机控制的方法，微机控制缆机自动垂直运输、定点下料;仓面遥控卸料和遥控回程起步;对缆机运行和施工部分现场进行实时监测，可靠性高，适于野外恶劣环境工作。本专利技术的内容是这样实现的一种对包括有缆索起重机及其连接设备、信号检测装置、数据处理装置、显示和打印装置、控制装置及执行机构所构成的缆索起重机系统进行计算机控制的方法，其特征在于采用如下的控制步骤开机后，由选择开关选择进入可编程序控制器PLC控制系统或进入原机系统;进入原机系统，则由自动切换器切换至原机系统，此时缆机由原机系统司机手动操作控制;由选择开关选择PLC则进入PLC控制系统，此时接通系统电源，使吊罐处于装料平台位置;判断电源、吊罐位置是否满足条件，若不满足，则调整，由上位计算机进行座标运行参数设置;若条件满足，则进入初始化程序，包括对检测起升、牵引、副塔机构的动力电源和控制电源是否投入，检测起升、牵引机构的高压电机是否已运转，检测公用部分控制电源是否合上，并使各机构输出复位，PLC中内部继电器、计时器、计数器复位;初始化完成后，进入自动操作，首先发出自动启动信号，设置卸料点座标参数X、Y及高程Z、料罐数量，同时计算起升、牵引、副塔运距;通过PLC传输给上位计算机的缆机运行数据在显示器上动态显示缆机的运行轨迹;将运行轨迹分为平台O、A、B、C、D、E、F、仓位G;缆机起升启动，并加速运行，判断是否到达A点，若没到达，继续加速，否则升减速;若升限位保护信号动作，则起升报警，保护动作，升停车，然后切换至手动操作;起升机构上升至A位的同时，启动牵引机构加速运行;判断是否到达B位，若没到达，继续加速，否则牵引机构停止加速，匀速运行;判断是否到达C位，若没到达，继续匀速运行;否则牵引减速运行;判断是否出现牵引限位信号动作，若牵引限位信号动作，则副塔侧牵引报警，并保护动作，牵引停车，然后切换至手动操作;若不出现牵引限位信号，判断是否降至D位，继续降加速运行;降至D位时，匀速运行;到达E位时，降减速;到达F位时，降停车;缆机到达F位时，判断副塔是否到位，未到位则运行副塔;若副塔到位副塔停止动作，进入降启动。副塔运行时，判断副塔是否出现限位信号，若限位动作，则副塔报警，出现保护动作，副塔停车，进入手动操作状态;若副塔到位，则副塔停止动作，进入降启动;起升降启动并低速运行，判断是否到达G位，若未到达G位，继续运行;若到达G位，缆机停车，等待卸料;判断是否遥控卸料或手动卸料，并同时卸料;卸料后，回程启动，缆机上升启动并加速运行;判断是否到达D位，若不是，继续上升，若是，缆机升减速，同时判断是否到位，升到位后升停车;在缆机上升至D位的同时，牵引回程L＝0启动，牵引运行，加速运行至C位时，牵引匀速运行，到B位时，牵引减速，运行至A位时，牵引停车等待;在牵引回程运行至B位的同时，缆机降启动，加速运行至A位时，降减速运行;判断是否到O位，若不是，继续降减速，若到0位，降停车，等待装料进行下一罐砼自动浇筑运行。上位计算机进行座标运行参数设置采用了如下的步骤上位计算机启动后，进入封面函数，该函数描述系统的名称，设计单位;进入口令管理，以阻止外系统人员进入本系统;若口令回答正确，进入主菜单，并可由F1键重新热启动，F2键退出系统到DOS;主菜单设置以下子菜单值班登记登记当班日期、时间、班号、仓号、浇筑序号;座标设置设置浇筑点序号、座标值X、Y，浇筑罐数及修改座标序号、浇筑点;根据仓位高程，输入座标值，计算出起升距离、牵引距离、装料位置、副塔距离、加速度、复合运动距离;高程修正显示各坝段高程，并进行修改;报表打印显示打印目录，选择、显示报表内容，打印报表;存盘选择根据用户需要，可将报表存入软盘;监控显示动态监控画面，控制参数计算及反计算、PLC的通讯、运动参数记录、保存、报警、指示;F10键回到主菜单，F1键重新热启动，F2键退出本系统到DOS;吊罐运行轨迹为平台至A位为升加速区，A位至B位为升减速及牵引加速区，B位至C位为牵引匀速运行区，C位至D位为牵引减速、降加速区，D位至E位为以D点末速匀速运行区，E位至F位为降减速区，F位至G位即仓位为副塔自动运行、料罐低速运行区;返回时G位至D位为升加速区，D至C位为升减速、牵引加速区，C位至B位为牵引匀速运行，B位至A位为牵引减速、降加速运行，A位至平台降减速运行。缆索起重机控制系统，它包括可编程序控制器PLC，PLC内设置微处理器CPU、存储器、通讯模块、计数器、I/O开关输入输出模;自动切换器;信号处理器;无线电遥控器;上位计算机组成;上位计算机与PLC的通讯模块连接;传感器与PLC内的高速计数器连接，计数器将传感器送来的距离脉冲信号进行计数和处理，并由CPU处理;与PLC连接的信号处理器，将输入I/O、输出I/O点的信号进行变换放大处理，通过自动切换器，控制牵引、起升电机及副塔运行。由于采用微机自动控制缆机，减少了运输循环的时间环节之间的转换及其传递时间、卸料时间，故运输速度比人工操作快64%以上，在装料、各卸料部位省去信号工和卸料工，节省人力50%。同时提高了砼浇筑质量。本系统使用图、数显示，自动运输，在大雾天、夜间或在地势狭窄、高深狭谷地段，兴建高拱坝，操作人员不能直视运输吊钩的情况下，仍能安全、高速可靠运输，实现垂直运输、定点下料，仓面遥控卸料的自动运输过程。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。附图说明图1是缆机自动控制系统原理框图。图2是大坝的俯视图。图3是大坝的立面剖视图。图4是接收机原理方框图。图5是发射机原理方框图。图6是计算机控制的主程序流程图。图7是上位机软件主框图。图8是座标设置程序。图9是监控原理框图。图10是报表打印程序框图。图11是系统自动调速时序图。图12是吊罐运行轨迹图。图13是吊罐运行轨迹各点运行速度。图14是仓面卸料点。图15是仓面卸料点。图16是重载向卸料点运行的牵引复合运动图，O点至A点。图17是重载向卸料点运行的牵引复合运动图，A点至B点。图18是重载向卸料点运行的牵引复合运动图，B点至C点。图19是空载返回起升复合运动图，D点。图20是空载返回起升复合运动图，D点至E点。图21是空载返回起升复合运动图，E点。系统的硬件原理方框图如图1，PLC采用模块化结构，其余部分大多是整件结构。PLC能进行逻辑运算、顺序控制、位置控制、数据采集和控制、定时、计数和算术操作，并通过数字式或模拟式输入、输出控制缆机的各种运行和运输的自动过程。CPU是中央微型处理器，根据提供的逻辑作出判断，然后输出到控制系统的驱动端口，同时CPU能进行内部工作检查，确保其可靠的工作。输入、输出I/O模块采用晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对包括有缆索起重机及其连接设备、信号检测装置、数据处理装置、显示和打印装置、控制装置及执行机构所构成的缆索起重机系统进行计算机控制的方法，其特征在于采用如下的控制步骤：开机后，由选择开关选择进入可编程序控制器ＰＬＣ控制系统或进入原机 系统；进入原机系统，则由自动切换器切换至原机系统，此时缆机由原机系统司机手动操作控制；由选择开关选择ＰＬＣ则进入ＰＬＣ控制系统，此时接通系统电源，使吊罐处于装料平台位置；判断电源、吊罐位置是否满足条件，若不满足，则调整，由上位计算机 进行座标运行参数设置；若条件满足，则进入初始化程序，包括对检测起升、牵引、副塔机构的动力电源和控制电源是否投入，检测起升、牵引机构的高压电机是否已运转，检测公用部分控制电源是否合上，并使各机构输出复位，ＰＬＣ中内部继电器、计时器、计数器 复位；初始化完成后，进入自动操作，首先发出自动启动信号，设置卸料点座标参数Ｘ、Ｙ及高程Ｚ、料罐数量，同时计算起升、牵引、副塔运距；通过ＰＬＣ传输给上位计算机的缆机运行数据在显示器上动态显示缆机的运行轨迹；将运行轨迹分为平台Ｏ、Ａ、Ｂ、Ｃ 、Ｄ、Ｅ、Ｆ、仓位Ｇ；缆机起升启动，并加速运行，判断是否到达Ａ点，若没到达，继续加速，否则升减速；若升限位保护信号动作，则起升报警，保护动作，升停车，然后切换至手动操作；起升机构上升至Ａ位的同时，启动牵引机构加速运行；判断是 否到达Ｂ位，若没到达，继续加速，否则牵引机构停止加速，匀速运行；判断是否到达Ｃ位，若没到达，继续匀速运行；否则牵引减速运行；判断是否出现牵引限位信号动作，若牵引限位信号动作，则副塔侧牵引报警，并保护动作，牵引停车，然后切换至手动操作 ；若不出现牵引限位信号，判断是否降至Ｄ位，若没到达Ｄ位，继续降加速运行；降至Ｄ位时，匀速运行；到达Ｅ位时，降减速；到达Ｆ位时，降停车；缆机到达Ｆ位时，判断副塔是否到位，未到位则运行副塔；若副塔到位，副塔停止动作，进入降启动。副塔 运行时，判断副塔是否出现限位信号，若限位动作，则副塔报警，出现保护动作，副塔停车，进入手动操作状态；若副塔到位，则副塔停止动作，进入降启动；起升降启动并低速运行，判断是否到达Ｇ位，若未到达Ｇ位，继续运行；若到达Ｇ位，缆机停车，等待卸料； 判断是否遥控卸料或手动卸料，并同时卸料；卸料后，回程启动，缆机上升启动并加速运行；判断是否到达Ｄ位，若不是，继续上升，若是，缆...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛义永，陈宏，陈玉宇，夏熙谦，喻俊杰，
申请(专利权)人：中国水利水电长江葛洲坝工程局施工科研所，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]