CN105858479A - 一种基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统，其特点是该称重系统由一组称重单元、各PLC分站、PLC主站、工控机和称重显示器组成，所述一组称重单元采用以太网分别接入相应的各PLC分站，各PLC分站由光纤链路接入PLC主站，PLC主站采用以太网接入与称重显示器连接的工控机；所述各PLC分站配置以太网接口模块；所述单组称重单元由称重仪表主机、吊钩称重传感器和信号变送器组成。本发明与现有技术相比具有数据传输可靠，抗电磁干扰好，信号传输无失真，安监系统可直接采集一次转化数字信号的称重系统数据，系统扩展方便，只需将新设备接入网络，简单配置即可组态。

Description

一种基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统

技术领域

本发明涉及起重机安控管理技术领域，尤其是一种基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统。

背景技术

随着国民经济的发展，大型门式起重机被广泛应用于造船厂及各重工领域，国家起重运输机械质量监督检验中心等部门近年出台“GB/T28264-2012《起重机械 安全监控管理系统》”的国家规范中要求在大、中型起重机械推广应用安全监控管理系统，起重机称重系统作为起重机必须配置的安全保护和监控装置，而起重机的称重数据，作为安监系统的重要参数，可提高起重机安全性，方便追溯设备历史工作状态，满足分析故障的要求。大型门式起重机称重系统一般由称重仪表主机、吊钩称重传感器、信号变送器、通信电缆等组成，称重仪表主机位于起重机司机室，吊钩称重传感器、信号变送器位于上下小车内。起重机上的每个吊钩均配置称重传感器，称重传感器安装在上下小车内的吊钩测力位置，称重传感器输出的信号一般为电压接入其附近的信号变送器，信号变送器将重量信号通过长距离通信电缆输入称重仪表主机，主机仪表输出开关量信号和4~20mA模拟量或RS485总线，这些信号输入起重机主机PLC，主机仪表配置称重显示屏，显示起重量数据等信息。

现有技术存在着长距离传输模拟信号失真以及模数信号转换的问题，大型门式起重机主梁跨度为100m~200m，因为电缆的移动敷设以及拉伸空间，上下小车通信电缆均大于其行程。若采用悬挂电缆方式，主梁跨度为100m~200m的起重机需要150m~300m长度的模拟量通信电缆。而称重传感器（变送器）的输出信号以模拟量传输至称重仪表主机，在长距离的模拟量传输中，由于电磁干扰容易造成模拟信号的畸变失真，因为变频器的动力电缆也在相邻的拖链或悬挂电缆中，以及其它电磁干扰源，造成称重信号的失真。其直接影响是起重量显示错误和称重保护误报警。GB/T 28264-2012要求起重机配备信号釆集单元、信号处理单元等硬件设施，其中信息釆集单元用于读取信息源数据。安监系统需要采集称重数据，通过称重仪表采集，接口通常为4~20mA模拟量或RS485总线。若信号采集选用模拟量方式，则存在模数-数模多次转换，信号精度降低。目前行业内均为数字化仪表，称重信号若通过模拟量传输，则存在数模二次转换的情况。首先，传感器原始模拟信号在仪表内部进行数字化，然后数字信号转为模拟量信号，通过模拟量接口传输到PLC，模拟信号由PLC将其转化为数字信号传输至安监系统。在此过程中模数-数模多次转换，其信号精度必然降低。而且接口模块成本高，PLC模拟量模块，RS485模块等成本均高于普通的数字IO模块。配置扩展性差，若需要更换称重系统，采用RS485通讯，则需要重新设定主从站。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统，采用分组配置的模块化设计和数字信号传输，将称重系统整合到起重机主机的电气系统，称重单元与起重机主机PLC之间采用以太网通信，信号传输无失真，抗电磁干扰，安监系统可直接采集一次转化数字信号的称重系统数据，且起重机主机PLC无需增加通信接口转化模块或模拟量模块，具有获取原始数据精度高和系统扩展方便的优点，只需将新设备接入网络，简单配置即可组态，为大型门式起重机安全性提供重要保障。

本发明的目的是这样实现的：一种基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统，其特点是该称重系统由一组称重单元、各PLC分站、PLC主站、工控机和称重显示器组成，所述一组称重单元采用以太网分别接入相应的各PLC分站，各PLC分站由光纤链路接入PLC主站，PLC主站采用以太网接入与称重显示器连接的工控机，所述一组称重单元为配置在各上、下小车上的单组称重单元且与各PLC分站对应分别设置在起重机的上、下小车上；所述PLC主站和工控机设置在起重机的电控室；所述工控机和称重显示器设置在起重机的司机室。

所述各PLC分站配置以太网接口模块。

所述单组称重单元由称重仪表主机、吊钩称重传感器和信号变送器组成。

本发明与现有技术相比具有数据传输可靠，抗电磁干扰好，信号传输无失真，安监系统可直接采集一次转化数字信号的称重系统数据，且起重机主机PLC无需增加通信接口转化模块或模拟量模块，系统扩展方便，只需将新设备接入网络，简单配置即可组态，为大型门式起重机安全性提供重要保障。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

参阅附图1，本发明由一组称重单元1、各PLC分站2、PLC主站3、工控机4和称重显示器5组成，所述一组称重单元1采用以太网分别接入相应的各PLC分站2，各PLC分站2由光纤链路接入PLC主站3，PLC主站3采用以太网接入与显示器5连接的工控机4，所述一组称重单元1为配置在各上、下小车上的单组称重单元且与各PLC分站2一一对应分别设置在起重机的上、下小车上；所述PLC主站3和工控机4设置在起重机的电控室；所述工控机4和称重显示器5设置在起重机的司机室；所述各PLC分站2配置以太网接口模块。

本发明基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统采用分组配置，每部小车上（上小车或下小车）配置一套单组称重单元，整机根据起重机的小车数量来配置分组数量，整机配置2~3套单组称重单元，每套单组称重单元与起重机主机PLC之间全部采用以太网通信，各PLC分站2配置以太网接口，如西门子的ET200M系列的IM153-4模块。每套单组称重单元主要由称重仪表主机、吊钩称重传感器和信号变送器组成，称重仪表主机、吊钩称重传感器和信号变送器全部设置在小车内。称重仪表主机安装于小车内远程控制柜上，其输出以太网信号和开关量信号，这些信号输入小车远程控制箱内的PLC分站2，称重传感器安装在小车内的吊钩测力位置，称重传感器输出的信号（一般为电压）接入其附近的信号变送器，信号变送器将重量信号通过通信电缆输入称重仪表主机。由于各单组称重单元和各PLC分站2均位于小车内部，单路电缆长度均小于20m，其中，单组称重单元和各PLC分站2的以太网电缆长度小于3m，单组称重单元中称重仪表主机、吊钩称重传感器和信号变送器之间的模拟量传输电缆长度小于15m，PLC主站3设置在电控室。工控机4和称重显示器5设置在起重机的司机室，整机称重系统由电气系统集成到起重机主机电气系统。由于一组称重单元1的重量输出信号直接进入小车远程控制箱内起重机主机的PLC分站2，PLC主站3和各PLC分站2之间通过光纤连接，因此这些信号无损耗的进入起重机电控系统。整机称重系统中每个单组称重单元可以采集本小车内吊钩的单钩称重数据，这些数据输入PLC主站3，PLC主站3对各单组称重单元的数据的进行综合运算，可以得到起重机机整机称重数据，PLC主站3将重量数据传输至工控机4，操作人员在司机室的称重显示屏5就可以显示单钩重量值和整机的重量值等，同时安监系统可直接从工控机4中采集称重系统数据。整机称重系统中每个单组称重单元即为独立的以太网分站，系统按照标准以太网通信进行软件设置即可。

以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统，其特征在于该称重系统由一组称重单元、各PLC分站、PLC主站、工控机和称重显示器组成，所述一组称重单元采用以太网分别接入相应的各PLC分站，各PLC分站由光纤链路接入PLC主站，PLC主站采用以太网接入与称重显示器连接的工控机，所述一组称重单元为配置在各上、下小车上的单组称重单元且与各PLC分站一一对应分别设置在起重机的上、下小车上；所述PLC主站和工控机设置在起重机的电控室；所述工控机和称重显示器设置在起重机的司机室。

2.根据权利要求1所述基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统，其特征在于所述各PLC分站配置以太网接口模块。

3.根据权利要求1所述基于以太网的分布式大型门式起重机称重系统，其特征在于所述单组称重单元由称重仪表主机、吊钩称重传感器和信号变送器组成。