CN110427037A - 船台小车运动控制系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船台小车运动控制系统及其工作方法，所述船台小车运动控制系统包括船台小车组、主电缆拖车和从电缆拖车，所述船台小车组包括至少一台船台小车，每台所述船台小车上均设置有船台小车PLC；所述主电缆拖车适于集中控制第一组船台小车组的运动，所述主电缆拖车上设置有主电缆拖车PLC，所述主电缆拖车PLC的第二个串行通信口与第一组船台小车组中的每个船台小车PLC的串行通信口相连；所述从电缆拖车适于集中控制第二组船台小车组的运动，所述从电缆拖车上设置有从电缆拖车PLC。本发明提供一种船台小车运动控制系统，它可以自动控制多台船台小车同时动作，也可以单独操作任意一台小车进行微调。
Description
技术领域
本发明涉及一种船台小车运动控制系统及其工作方法。
背景技术
目前，随着船舶工业的发展，造船的工艺多样化发展，其中一种为在陆地建造，然后用行走设备将船移到水中，这种行走设备叫做船台小车。移动船舶需要若干台船台小车同步运动，所以需要有控制设备及通信网络来实现若干台小车的同时控制，并且稳定性要求很高。以前靠纯手动控制时，每台船台小车都要有一个人控制，同步动作靠语言交流，所有人员都要站到船下，操作繁琐，人工成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种船台小车运动控制系统及其工作方法，它可以自动控制多台船台小车同时动作，也可以单独操作任意一台小车进行微调。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种船台小车运动控制系统，它包括：
船台小车组，所述船台小车组包括至少一台船台小车，每台所述船台小车上均设置有船台小车PLC；
主电缆拖车，所述主电缆拖车适于集中控制第一组船台小车组的运动，所述主电缆拖车上设置有主电缆拖车PLC，所述主电缆拖车PLC的第二个串行通信口与第一组船台小车组中的每个船台小车PLC的串行通信口相连；
从电缆拖车，所述从电缆拖车适于集中控制第二组船台小车组的运动，所述从电缆拖车上设置有从电缆拖车PLC，所述从电缆拖车PLC的第二个串行通信口与第二组船台小车组中的每个船台小车PLC的串行通信口相连，所述从电缆拖车PLC的第一个串行通信口与主电缆拖车PLC的第一个串行通信口相连。
进一步，所述主电缆拖车上设置有主触摸屏，所述主触摸屏与主电缆拖车PLC相连。
进一步，所述从电缆拖车上设置有从触摸屏，所述从触摸屏与从电缆拖车PLC相连。
进一步，每台所述船台小车上均设置有控制柜，所述控制柜适于单独控制单台船台小车的运动。
一种船台小车运动控制系统的工作方法，包括单个船台小车单独控制和船台小车组集中控制。
进一步，所述单个船台小车单独控制的步骤为：
步骤一、将要单独控制的船台小车控制模式旋钮切换到“手动”状态；
步骤二、在船台小车控制面板上按下动作按钮；
步骤三、船台小车动作；
步骤四、若船台小车PLC无故障报警，则在船台小车运动到位后按下停止按钮；
进一步，船台小车PLC有故障报警后的控制步骤为：
步骤一、船台小车自动停止；
步骤二、若修复故障并解除报警，则在船台小车控制面板上按下动作按钮，使小车继续动作；若未修复故障，则船台小车保持自动停止状态，无法动作。
进一步，所述船台小车组集中控制的步骤为：
步骤一、将船台小车的控制模式旋钮切换到“集控”状态；
步骤二、在主触摸屏和从触摸屏上选择船台小车；
步骤三、在主触摸屏上按下动作按钮；
步骤四、所有船台小车动作；
步骤五、若主电缆拖车PLC或从电缆拖车PLC无故障报警，则在船台小车运动到位后按下主屏幕上的停止按钮；
步骤六、若船台小车尚未运动到位，则继续重复步骤四和步骤五。
进一步，船台小车PLC有故障报警后的控制步骤为：
步骤一、所有船台小车自动停止；
步骤二、若修复故障并解除报警，则在船台小车控制面板上按下动作按钮，使小车继续动作；若未修复故障，则所有船台小车保持自动停止状态，无法动作。
采用了上述技术方案，本发明采用一主一从两台电缆拖车，在电缆拖车和船台小车上均设置PLC，将两台电缆拖车和多台船台小车组成一个控制系统，本控制系统只需两个人分别在主电缆拖车和从电缆拖车上控制，另安排一两个人进行巡视，大大简化了操作，降低了人工成本。
附图说明
图1为本发明的船台小车运动控制系统的原理框图；
图2为本发明的船台小车的控制柜面板按钮排布图；
图3为本发明的船台小车的结构示意图；
图4为本发明的单独控制流程图；
图5为本发明的集中控制流程图；
图6为本发明的移船操作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1～3所示，一种船台小车运动控制系统，它包括船台小车组、主电缆拖车和从电缆拖车。
本实施例中采用20台船台小车，20台船台小车命名为1#车～20#车，1#车～10#车分为第一组，11#车～20#车分为第二组，每台所述船台小车上均设置有船台小车PLC，每台所述船台小车上均设置有控制柜，所述控制柜适于单独控制单台船台小车的运动。
所述主电缆拖车适于集中控制第一组船台小车组的运动，所述主电缆拖车上设置有主电缆拖车PLC，所述主电缆拖车PLC的第二个串行通信口与第一组船台小车组中的每个船台小车PLC的串行通信口相连，1#车～10#车的船台小车PLC与主电缆拖车PLC通过屏蔽双绞线连接，采用总线连接专用DB9插头，通信协议为ProfibusDP，主电缆拖车作为主站，10台船台小车作为从站。所述主电缆拖车上设置有主触摸屏，所述主触摸屏与主电缆拖车PLC通过以太网连接。
所述从电缆拖车适于集中控制第二组船台小车组的运动，所述从电缆拖车上设置有从电缆拖车PLC，所述从电缆拖车PLC的第二个串行通信口与第二组船台小车组中的每个船台小车PLC的串行通信口相连，11#车～20#车的船台小车PLC通过屏蔽双绞线与从电缆拖车PLC连接通信，采用总线连接专用DB9插头，通信协议为ProfibusDP，所述从电缆拖车上设置有从触摸屏，所述从触摸屏与从电缆拖车PLC通过以太网连接。
所述从电缆拖车PLC的第一个串行通信口与主电缆拖车PLC的第一个串行通信口相连，主电缆拖车PLC与从电缆拖车PLC之间通过屏蔽双绞线连接，采用总线连接专用DB9插头，通信协议为MPI，主电缆拖车PLC为主站，从电缆拖车PLC为从站。
通过上述连接，将20台船台小车与2台电缆拖车组成通信网络。主电缆拖车直接控制1#～10#车，并且通过从电缆拖车间接控制11#～20#车。在电缆拖车主车触摸屏上，可以同时控制并监视20台船台小车。本控制系统可以扩展，并不改变原控制逻辑。
本控制系统控制船台小车的前进、后退、顶升、下降、车架上升、车架下降等动作，由两台电缆拖车的PLC和船台小车PLC来实现，控制模式分为单独控制和集中控制。单独控制模式为单台船台小车控制，与其他小车无关；集中控制模式为在主电缆拖车的主触摸屏上控制所有小车，20台小车同时动作。本控制系统成本不高，并且极大降低操作难度。
单独控制：
使用船台小车控制柜上的按钮来控制单台船台小车的运动，每台船台小车上各有一个控制柜，控制柜面板上有按钮，按下按钮对船台小车PLC进行操作，然后船台小车PLC控制船台小车进行与按钮相对应的动作，按钮排布见图2。
将“手动/集控”按钮拨到手动位置，即可通过按按钮对船台小车单独控制。通过“顶升油缸上升”、“顶升油缸下降”和“顶升油缸停止”按键来控制船台小车上方顶升油缸1的运动，通过“车架上升”、“车架下降”和“车架停止”按键来控制船台小车车架2的运动，船台小车底部设置有下油缸3，下油缸3可以伸出，将船台小车车架2升起，通过“小车前进”、“小车后退”和“小车停止”按键来控制船台小车的前进、后退和停止，通过“快速前进”和“快速后退”按键来控制加快船台小车的前进和后退速度。
集中控制：
使用主电缆拖车上的主触摸屏来控制，需要先将所有船台小车“手动/集控”按钮拨到自动位置，只需两个人分别在主电缆拖车和从电缆拖车上控制，另有一两个人巡视，将原先需要22人同时操作的手动控制，变成只需要两人操作，且从电缆拖车只控制本车，所以两个人不需要同时操作。大大简化了操作过程，并且主要使用PLC及触摸屏，成本远小于人工成本。
实施例二
如图1～6所示，一种船台小车运动控制系统的工作方法，包括单个船台小车单独控制和船台小车组集中控制。
进一步，所述单个船台小车单独控制的步骤为：
步骤一、将要单独控制的船台小车控制模式旋钮切换到“手动”状态；
步骤二、在船台小车控制面板上按下动作按钮；
步骤三、船台小车动作；
步骤四、若船台小车PLC无故障报警，则在船台小车运动到位后按下停止按钮；
步骤五、若船台小车尚未运动到位，则继续重复步骤三和步骤四。
进一步，船台小车PLC有故障报警后的控制步骤为：
步骤一、船台小车自动停止；
步骤二、若修复故障并解除报警，则在船台小车控制面板上按下动作按钮，使小车继续动作；若未修复故障，则船台小车自动停止。
进一步，所述船台小车组集中控制的步骤为：
步骤一、将船台小车的控制模式旋钮切换到“集控”状态；
步骤二、在主触摸屏和从触摸屏上选择船台小车；
步骤三、在主触摸屏上按下动作按钮；
步骤四、所有船台小车动作；
步骤五、若主电缆拖车PLC或从电缆拖车PLC无故障报警，则在船台小车运动到位后按下主屏幕上的停止按钮；
步骤六、若船台小车尚未运动到位，则继续重复步骤四和步骤五。
进一步，船台小车PLC有故障报警后的控制步骤为：
步骤一、所有船台小车自动停止；
步骤二、若修复故障并解除报警，则在船台小车控制面板上按下动作按钮，使小车继续动作；若未修复故障，则所有船台小车自动停止。
如图5所示，为集中控制的运动控制部分的流程图，流程图中并没有指明是操作哪个动作，因为不同动作的流程基本相同。
集中控制时，使用主触摸屏来控制，需要先将所有船台小车“手动/集控”按钮拨到“集控”位置。
集中控制的程序包含运动控制部分及通信信号处理部分，运动控制部分用于控制逻辑，即在控制操作主电缆拖车上的主触摸屏时，主电缆拖车、从电缆拖车、各船台小车如何动作。信号处理部分用于对这些设备之间互相通信的数据进行有效性的判断。
在实际使用时，由于信号电缆的长度较长，现场钢铁较多，并且还有其他设备，导致电磁环境比较复杂，通信的数据存在失效及丢包等现象。
程序通过对比发送的控制数据和接收的状态数据是否能正确对应，来判断数据是否有效。当指令发出时，通过延迟、多次发送及接收、控制数据加入通信状态组成的算法，来得到可靠性更高的数据。设备运行时，船台小车及从电缆拖车不断向主电缆拖车PLC发送状态信号，实时判断动作是否正常。如果判断出某台设备通信异常，或状态异常，即全部设备停止运行。
集中控制的前进、后退功能包含补压泄压的自动动作。因为船台小车依靠顶升油缸1来顶起船，船移动过程中，液压油的泄露和地面的不平整，都会影响顶升油缸1内的油压，从而影响船的受力平衡。集中控制针对移船过程中各船台小车顶升油缸1内压力的变化，压力值由顶升油缸1内的压力传感器读取，通过一定的算法，来决定哪些油缸补压，哪些油缸泄压。该算法的主要原则是先补压后泄压、同时补压的油缸不能使总功率超过限制、短时间的压力变化不频繁动作、维持压力在合理范围内而不是某一固定值、对于压力超过或低于可以影响行走的值时立即泄压或补压。
如图6所示，本控制系统移船的完整功能是将船台小车移动到位于船架上的船的底部，然后顶起船，船台小车移动到目标位置，然后将船放下，移动过程中可能要经历转向，顶升油缸1的补压泄压等动作。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种船台小车运动控制系统，其特征在于，它包括：
船台小车组，所述船台小车组包括至少一台船台小车，每台所述船台小车上均设置有船台小车PLC；
主电缆拖车，所述主电缆拖车适于集中控制第一组船台小车组的运动，所述主电缆拖车上设置有主电缆拖车PLC，所述主电缆拖车PLC的第二个串行通信口与第一组船台小车组中的每个船台小车PLC的串行通信口相连；
从电缆拖车，所述从电缆拖车适于集中控制第二组船台小车组的运动，所述从电缆拖车上设置有从电缆拖车PLC，所述从电缆拖车PLC的第二个串行通信口与第二组船台小车组中的每个船台小车PLC的串行通信口相连，所述从电缆拖车PLC的第一个串行通信口与主电缆拖车PLC的第一个串行通信口相连。
2.根据权利要求1所述的船台小车运动控制系统，其特征在于：所述主电缆拖车上设置有主触摸屏，所述主触摸屏与主电缆拖车PLC相连。
3.根据权利要求1所述的船台小车运动控制系统，其特征在于：所述从电缆拖车上设置有从触摸屏，所述从触摸屏与从电缆拖车PLC相连。
4.根据权利要求1所述的船台小车运动控制系统，其特征在于：每台所述船台小车上均设置有控制柜，所述船台小车PLC设置在控制柜内，所述控制柜适于单独控制单台船台小车的运动。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的船台小车运动控制系统的工作方法，其特征在于：包括单个船台小车单独控制和船台小车组集中控制。
6.根据权利要求5所述的船台小车运动控制系统的工作方法，其特征在于，
所述单个船台小车单独控制的步骤为：
步骤一、将要单独控制的船台小车控制模式旋钮切换到“手动”状态；
步骤二、在船台小车控制面板上按下动作按钮；
步骤三、船台小车根据动作按钮做相应的动作；
步骤四、若船台小车PLC无故障报警，则在船台小车运动到位后按下停止按钮。
7.根据权利要求6所述的船台小车运动控制系统的工作方法，其特征在于，船台小车PLC有故障报警后的控制步骤为：
步骤一、船台小车自动停止；
步骤二、若修复故障并解除报警，则在船台小车控制面板上按下动作按钮，使小车继续动作；若未修复故障，则船台小车仍然保持自动停止状态，无法动作。
8.根据权利要求5所述的船台小车运动控制系统的工作方法，其特征在于，
所述船台小车组集中控制的步骤为：
步骤一、将船台小车的控制模式旋钮切换到“集控”状态；
步骤二、在主触摸屏和从触摸屏上选择船台小车；
步骤三、在主触摸屏上按下动作按钮；
步骤四、所有船台小车动作；
步骤五、若主电缆拖车PLC或从电缆拖车PLC无故障报警，则在船台小车运动到位后按下主屏幕上的停止按钮；
步骤六、若船台小车尚未运动到位，则继续重复步骤四和步骤五。
9.根据权利要求8所述的船台小车运动控制系统的工作方法，其特征在于，船台小车PLC有故障报警后的控制步骤为：
步骤一、所有船台小车自动停止；
步骤二、若修复故障并解除报警，则在船台小车控制面板上按下动作按钮，使小车继续动作；若未修复故障，则所有船台小车保持自动停止状态，无法动作。
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