CN101221433B - 悬索桥主缆缠丝机集成控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种悬索桥主缆缠丝机，特别是悬索桥主缆缠丝机集成控制系统，其特征是：它包括计算和控制电脑(4)、缠丝同步控制单元和整机行走同步控制单元，其中计算和控制电脑(4)通过现场数据采集单元(10)与缠绕电机变频控制器(5)相连，并通过缠绕电机变频控制器(5)采集钢丝缠绕电机(6)的缠绕速度；依据缠绕钢丝类型选择装置(3)设定的钢丝类型参数，通过计算和控制电脑(4)中预先建立的数学模型计算出控制数据，经数/模(D/A)转换后，送入与计算和控制电脑(4)相连的缠丝头行走电机变频控制器(8)，控制缠丝头行走电机变频控制器(8)的输出频率，改变缠丝头纵向行走电机(9)的进給速度，使缠绕与进给同步。

Description

悬索桥主缆缠丝机集成控制系统

技术领域

本发明涉及一种悬索桥主缆缠丝机，特别是悬索桥主缆缠丝机集成控制系统。

背景技术

随着我国公路交通等基础建设的突飞猛进，作为跨越能力最大的悬索桥，逐渐成为跨江、跨海通道的首选桥型之一。悬索桥的主缆是其主要受力件，一般由数十股由上百根预制平行钢丝构成的钢丝束(PWS俗称“索股”)组成，主缆在桥梁使用周期内是不可能更换的，只能采取物理防护方法保证其使用寿命。缠丝是主缆防护极为重要的工序，其作业内容是使用专用的缠丝设备导入一定张力，沿主缆长度方向均匀、密匝、牢固地缠绕一层镀锌钢丝(圆形或S形)，提高主缆防护的密封性，以保护主缆钢丝，保证涂装防护效果，提高主缆的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬索桥主缆缠丝机集成控制系统，以便在主缆缠丝过程中，使缠丝机给主缆缠绕钢丝时能确保均匀、密匝、牢固，保证缠丝质量，满足主缆缠丝的施工技术要求。

本发明的目的是这样实现的，设计一种悬索桥主缆缠丝机集成控制系统，其特征是：它包括计算和控制电脑4、缠丝同步控制单元和整机行走同步控制单元，其中计算和控制电脑4通过现场数据采集单元10与缠绕电机变频控制器5相连，并通过缠绕电机变频控制器5采集钢丝缠绕电机6的缠绕速度；依据缠绕钢丝类型选择装置3设定的钢丝类型参数，通过计算和控制电脑4存贮的数学模型计算出控制数据，经数/模D/A转换后，送入与计算和控制电脑4相连的缠丝头行走电机变频控制器8，控制缠丝头行走电机变频控制器8的输出频率，改变缠丝头纵向行走电机9的进給速度，使缠绕与进给同步；

计算和控制电脑4通过现场数据采集单元10与整机行走控制单元的整机行走卷扬机控制器2相连，采集整机行走卷扬机电机1的牵引方向，依据整机行走卷扬机电机1的牵引方向控制缠丝头行走电机9的旋转方向，使主缆缠丝头与主缆之间相对静止。

所述的钢丝类型是圆型钢丝的直径或S型钢丝的节距。

所述的整机行走卷扬机电机1的牵引方向与缠丝头行走电机9行走方向相反。

所述的整机行走卷扬机电机1的牵引速度与缠丝头行走电机9行走速度相同。

所述的缠绕钢丝类型选择装置3是一只2至4位的组合开关与一组存储在控制计算机中的经过实验结果计算出来的参数，每一种开关组合对应一个计算参数。

所述的计算和控制电脑4是可编程序控制器。

本发明的优点是：能适应不同形状和不同直径的缠绕钢丝技术要求和钢丝缠绕电机与提供缠丝头行走的进给电机正确同步，当缠丝机进行缠丝施工时，通过实时采集钢丝缠绕电机的缠绕速度，经过预先建立的数学模型进行计算后，对提供缠丝头行走的电机的速度进行精确控制，以达到钢丝缠绕电机与缠丝头行走电机的速度精确同步。在缠丝机主机架被牵引前进时，缠丝头同步后退，使缠丝头与主缆是相对静止，大大提高了工作效率；采用缠绕钢丝类型选择装置，可方便的使用各种类型的缠绕钢丝。使缠丝机在进行主缆缠绕钢丝施工时能确保均匀、密匝、牢固，保证缠丝质量，满足主缆缠丝的施工技术要求。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。

图1是本发明实施原理框图说明示意图。

图2是整机行走时主机架、缠丝头与主缆的关系图。

图中：1、整机行走卷扬机电机；2、整机行走卷扬机控制器；计算和控制电脑；5、缠绕电机变频控制器；63、缠绕钢丝类型选择装置；4、、钢丝缠绕电机；7、控制面板；8、缠丝头行走电机变频控制器；9、缠丝头行走电机；10、现场数据采集单元；11、缠丝机主机架；12、主缆；13、缠丝头；14、钢丝。

具体实施方式

缠丝同步控制。如图1所示，包括：计算和控制电脑4、缠丝同步控制单元和行走同步控制单元，其中缠丝同步控制单元包括：缠绕电机变频控制器5、钢丝缠绕电机6、钢丝类型选择装置3、缠丝头行走电机变频控制器8、缠丝头行走电机9、现场数据采集单元10。

控制过程：计算和控制电脑4通过现场数据采集单元10与缠丝同步控制单元的缠绕电机变频控制器5相连，通过缠绕电机变频控制器5采集钢丝缠绕电机6的缠绕速度；依据缠绕钢丝类型选择装置3设定的钢丝类型，通过计算和控制电脑4中预先建立的数学模型计算出控制数据，经数/模(D/A)转换后，送入与计算和控制电脑4相连的缠丝头行走电机变频控制器8，控制缠丝头行走电机变频控制器8的输出频率，改变缠丝头行走电机9的进給速度，进而实现缠绕与进给准确同步的效果。当通过控制面板7输入需要提高(降低)钢丝缠绕电机6的速度时，计算机得到控制面板7的加(减)速指令，自动控制缠丝头行走电机9的行走速度，确保缠丝机在缠丝过程中的各种工况下均能准确同步工作。

缠绕钢丝类型选择装置3是一只2至4位的组合开关与一组存储在控制计算机中的经过实验结果计算出来的参数，每一种开关组合对应一个计算参数。

整机行走同步控制。图1所示，包括：整机行走卷扬机电机1；整机行走卷扬机控制器2；计算和控制电脑4；控制面板7；缠丝头行走电机变频控制器8；缠丝头行走电机9。

控制过程：计算和控制电脑4通过现场数据采集单元10与同步控制单元的整机行走卷扬机控制器2相连，现场数据采集单元10采集整机行走卷扬机电机1的牵引方向，依据整机行走卷扬机电机1的牵引方向控制缠丝头行走电机9速度和方向，使整机行走卷扬机电机1的牵引方向与缠丝头行走电机9行走方向相反，整机行走卷扬机电机1的牵引速度与缠丝头行走电机9行走速度相同。保证主缆缠丝头与主缆之间相对静止，确保缠丝工序顺利高效。

如图2所示，主缆缠丝头与主缆之间相对静止是指缠丝过程中，当完成一个行程的缠丝工序后，缠丝机主机架11在卷扬机牵引下前进到下一行程的缠丝工位，缠丝机主机架11长度在8米，缠丝很长，当一个缠丝机主机架工位完成后，缠丝机主机架11要移动一个工位，为保持已缠绕的钢丝14的张力并在主缆12上密匝排列，要求缠丝头13必须不随机架移动，而作与缠丝机主机架11移动方向相反的运动，即使缠丝头13与主缆12之间不产生位移的相对静止。

缠绕钢丝类预选。图1所示，包括：缠绕钢丝类型选择装置3；计算和控制电脑4。

控制过程：依据缠绕钢丝类型选择装置3选定的钢丝的类型，查出存储在控制计算机中的经过实验结果计算出来的参数，通过计算和控制电脑4中预先建立存贮的数学模型计算出控制数据，经数/模(D/A)转换后，送入与计算和控制电脑4相连的缠丝头行走电机变频控制器8，实现对缠丝头行走速度的控制，提高了主缆缠丝机的应用范围，保证缠丝机工作效率。

本发明中计算和控制电脑4是可编程序控制器(即PLC)。通过PLC控制变频调速装置，保证钢丝缠绕电机运行与提供缠丝头行走的进给电机精确同步，确保缠绕钢丝能均匀、密匝、牢固地缠绕在主缆上，提高缠丝质量和效率；在缠丝机主机架被牵引前进时，缠丝头同步后退，使缠丝头与主缆是相对静止，大大提高了工作效率；采用缠绕钢丝类型选择装置，可方便的使用各种类型的缠绕钢丝。

Claims (4)

1.悬索桥主缆缠丝机集成控制系统，其特征是：它包括计算和控制电脑(4)、缠丝同步控制单元和行走同步控制单元，其中计算和控制电脑(4)通过现场数据采集单元(10)与缠丝同步控制单元的缠绕电机变频控制器(5)相连，通过缠绕电机变频控制器(5)采集钢丝缠绕电机(6)的缠绕速度；依据缠绕钢丝类型选择装置(3)设定的钢丝类型参数，通过计算和控制电脑(4)中预先建立的数学模型计算出控制数据，经数/模转换后，送入与计算和控制电脑(4)相连的缠丝头行走电机变频控制器(8)，控制缠丝头行走电机变频控制器(8)的输出频率，改变缠丝头行走电机(9)的进給速度，使缠绕与进给同步；

计算和控制电脑(4)通过现场数据采集单元(10)与整机行走同步控制单元的整机行走卷扬机控制器(2)相连，通过现场数据采集单元(10)采集整机行走卷扬机电机(1)的牵引方向，依据整机行走卷扬机电机(1)的牵引方向控制缠丝头行走电机(9)速度和方向，使主缆缠丝头与主缆之间相对静止；整机行走卷扬机电机(1)的牵引方向与缠丝头行走电机(9)行走方向相反；整机行走卷扬机电机(1)的牵引速度与缠丝头行走电机(9)行走速度相同。

2.根据权利要求1所述的悬索桥主缆缠丝集成控制系统，其特征是：所述的钢丝类型参数是圆形钢丝的直径和S形钢丝的节距。

3.根据权利要求1所述的悬索桥主缆缠丝机集成控制系统，其特征是：所述的缠绕钢丝类型选择装置(3)是一只2至4位的组合开关与一组存储在控制计算机中的经过实验结果计算出来的参数，每一种开关组合对应一个计算参数。

4.根据权利要求1所述的悬索桥主缆缠丝机集成控制系统，其特征是：所述的计算和控制电脑(4)是可编程序控制器。

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