CN111778855B - 一种as法联动控制的放线系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种AS法联动控制的放线系统，属于悬索桥放线系统联动控制领域，该AS法联动控制的放线系统，包括：放线机；牵引装置；控制模块；平衡塔，所述平衡塔包括：塔架；滑轮组；重锤块；位置监测装置，放线机释放的钢丝经过平衡塔后与纺丝轮连接，所述控制模块分别与放线机、牵引卷扬机和位置监测装置电信号连接，所述控制模块通过控制放线机和牵引卷扬机的放线速度调整监测机构与标记件的相对位置。采用位置监测装置实时检测重锤块的相对位置，确定好重锤块的相对位置后，通过控制模块调整放线机和牵引卷扬机的放线速度，使得重锤块一直处于一个位置高度，解放了人工，实现了智能放线，使远离重锤块的操作人员得到人身保障。

Description

一种AS法联动控制的放线系统

技术领域

本发明属于悬索桥放线系统联动控制领域，具体涉及一种AS法联动控制的放线系统。

背景技术

悬索桥AS法纺丝时，牵引卷扬机牵引牵引索做往复运动；牵引索牵引纺丝轮，使其与之随动，同样做往复运动，放线机上工字轮容存的钢丝经过平衡塔，缠绕在纺丝轮，跟随纺丝轮运动，从而对索股进行纺丝。

在现有技术中，放线系统中的牵引卷扬机和放线机在使用过程中，会出现牵引卷扬机和放线机速度不匹配的问题，而若对该问题不进行处理，很有可能导致用于张紧钢丝的重锤块落地而失去张紧功能，所以往往需要人为进行调整，放线不智能，并且费时费力，也给操作人员带来安全隐患。

发明内容

本发明提供一种AS法联动控制的放线系统，目的在于解决上述问题，解决在现有技术中，放线系统中的牵引卷扬机和放线机在使用过程中，会出现牵引卷扬机和放线机速度不匹配的问题，而若对该问题不进行处理，很有可能导致用于张紧钢丝的重锤块落地而失去张紧功能，所以往往需要人为进行调整，放线不智能，并且费时费力，也给操作人员带来安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种AS法联动控制的放线系统，包括：

放线机；

牵引装置，所述牵引装置包括：

牵引卷扬机；

牵引索；

纺丝轮；

纺丝轮固定在牵引索上，纺丝轮通过牵引索与牵引卷扬机传动连接；

控制模块；

平衡塔，所述平衡塔包括：

塔架；

滑轮组；

重锤块；

位置监测装置，位置监测装置具有标记件和监测机构，所述监测机构能确定自身位于所述标记件的相对位置；

所述滑轮组连接在所述塔架上，放线机释放的钢丝经所述滑轮组和重锤块与牵引卷扬机连接，重锤块悬吊于所述滑轮组下方，所述标记件固定在塔架上，所述监测机构固定在所述重锤块上；

放线机释放的钢丝经过平衡塔后与纺丝轮连接，所述控制模块分别与放线机、牵引卷扬机和位置监测装置电信号连接，所述控制模块通过控制放线机和牵引卷扬机的放线速度调整监测机构与标记件的相对位置。

所述监测机构为光学传感器，所述标记件为标记板，所述标记板上具有标高上线位、标高中线位和标高下线位，标高中线位位于标高上线位和标高下线位之间，位置监测装置的光学传感器与所述控制模块电信号连接。

所述控制模块还包括：

位置检测模块，所述位置检测模块用于读取位置监测装置的数据；

放线机减速模块，所述放线机减速模块用于控制放线机减速；

牵引卷扬机减速模块，所述牵引卷扬机减速模块用于控制牵引卷扬机减速；

切换模块，所述切换模块用于光学传感器位于标高上线位和标高中线位之间时切换至牵引卷扬机减速模块，及光学传感器位于标高中线位和标高下线位之间时切换至放线机减速模块；

放线机减速模块与放线机电信号连接，牵引卷扬机减速模块与牵引卷扬机电信号连接，所述位置检测模块与位置监测装置电信号连接，所述位置检测模块与所述切换模块电信号连接，所述切换模块与所述放线机减速模块和所述牵引卷扬机减速模块电信号连接。

所述平衡塔上还具有卡线器和拉力传感器，拉力传感器的本体固定在平衡塔上，卡线器的本体固定在拉力传感器的工作端。

所述卡线器和拉力传感器之间还具有活动挂钩，拉力传感器通过活动挂钩与卡线器连接。

所述控制模块还包括：

拉力检测模块，所述拉力检测模块用于监测拉力传感器的拉力数据；

牵引卷扬机锁死模块，所述牵引卷扬机锁死模块用于在拉力传感器具有拉力数据时，将牵引卷扬机锁死停机；

所述拉力检测模块与拉力传感器电信号连接，所述牵引卷扬机锁死模块分别与拉力检测模块和牵引卷扬机电信号连接。

所述滑轮组由四个定滑轮和三个动滑轮组成。

放线机释放的钢丝与纺丝轮固定连接。

所述牵引卷扬机的输出一端具有第一转向轮、第二转向轮和纺丝轮，与牵引卷扬机传动连接的牵引索经过第一转向轮和第二转向轮与纺丝轮传动连接。

所述控制模块外还具有触屏控制板，所述控制模块与所述触屏控制板电信号连接。

本发明的有益效果是，采用位置监测装置实时检测重锤块的相对位置，确定好重锤块的相对位置后，通过控制模块调整放线机和牵引卷扬机的放线速度，使得重锤块基本处于一个位置高度，解放了人工，实现了智能放线，使远离重锤块的操作人员得到人身保障。

附图说明

图1为本发明一种AS法联动控制的放线系统的整体结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明一种AS法联动控制的放线系统中平衡塔的整体结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为图4的侧视图；

图6为本发明一种AS法联动控制的放线系统中平衡塔环钢丝时的状态示意图；

图7为图6中B处放大示意图；

图8为图7的侧视图；

图9为本发明一种AS法联动控制的放线系统中一实施例的结构框图；

图10为本发明一种AS法联动控制的放线系统中另一实施例的结构框图；

图11为本发明一种AS法联动控制的放线系统中一实施例的结构框图；

图12为本发明一种AS法联动控制的放线系统中一实施例的流程图；

图13为本发明一种AS法联动控制的放线系统中另一实施例的流程图；

图14为本发明一种AS法联动控制的放线系统滑轮组的结构示意图。

图中标记为：1、放线机；2、平衡塔；3、牵引卷扬机；4、第一转向轮；5、第二转向轮；6、钢丝；7、纺丝轮；8、牵引索；9、位置监测装置；10、重锤块；11、标记件；12、监测机构；13、标高上线位；131、标高中线位；132、标高下线位；14、卡线器；15、活动挂钩；16、传感器支座；17、控制模块；18、位置检测模块；19、切换模块；20、放线机减速模块；21、牵引卷扬机减速模块；22、拉力检测模块；23、牵引卷扬机锁死模块。

具体实施方式

下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的一种AS法联动控制的放线系统方案进行详细介绍说明。

实施例1

请参考图1、图2、图4及图9，其示出了本发明一种AS法联动控制的放线系统的整体结构，本发明一种AS法联动控制的放线系统，该AS法联动控制的放线系统，包括：

放线机1；

牵引装置，所述牵引装置包括：

牵引卷扬机3；

牵引索8；

纺丝轮7；

纺丝轮7固定在牵引索8上，纺丝轮7通过牵引索8与牵引卷扬机3传动连接；

控制模块17；

平衡塔2，所述平衡塔2包括：

塔架；

滑轮组；

重锤块10；

位置监测装置9，位置监测装置9具有标记件11和监测机构12，所述监测机构12能确定自身位于所述标记件11的相对位置；

所述滑轮组连接在所述塔架上，放线机1释放的钢丝6经所述滑轮组和重锤块10与牵引卷扬机3连接，重锤块10悬吊于所述滑轮组下方，所述标记件11固定在塔架上，所述监测机构12固定在所述重锤块10上；

放线机1释放的钢丝6经过平衡塔2后与纺丝轮7连接，所述控制模块17分别与放线机1、牵引卷扬机3和位置监测装置9电信号连接，所述控制模块17通过控制放线机和牵引卷扬机的放线速度调整监测机构12与标记件11的相对位置。

控制模块17具体为plc和变频器，以PLC为控制核心，PLC将计算所得主角速度数据传给变频器，同时通过张力塔动滑轮的实时位置辅助调整放线变频器的运行频率，使平衡塔动滑轮位置维持在设定位置。PLC可以为西门子s7-200,s7-300,S7-400系列，变频器的型号为RNB5000系列变频器，变频器通过改变电机输入电源的频率来调节电机转速的，因此调速范围很宽，可以达到0～400Hz。频率调节精度为0.01Hz,基本上实现了无级调速。泄放单元包括开关电源、电压采样与处理电路、脉冲信号发生与触发电路、保护电路、IGBT功率模块等。

上述实施例中，放线机1用于释放的钢丝6，钢丝6经过平衡塔2并经牵引卷扬机3被拉出，在对索股进行纺丝时，在纺丝过程中，为了防止操作人员误操作，本实施例将放线机、平衡塔、牵引卷扬机设置为一联动控制系统。

本实施例中采用控制模块17对放线机1及牵引卷扬机3进行调速控制，并确保平衡塔2内的重锤块10处于悬吊状态，确保整个放线系统中稳定的联动控制；

其中位置监测装置9用于监测平衡塔2中重锤块10的相对高度，若重锤块10过高则对牵引卷扬机3进行相对减速控制，使得重锤块10下降，若重锤块10过低，则对放线机1进行相对减速控制,使得重锤块10上升，以此使联动控制系统处于动态平衡之中。

该实施例可以解放了人工，实现了智能放线，保障远离重锤块的操作人员得到人身安全。

其中控制模块可采用《自动化应用》-2014-郑华,陆景宝,常海斌《卷扬机自动化系统的设计与实现》中的控制系统，其控制系统采用西门子S7-300系列PLC，cpu采用315-2PN/DP。s7-300系统采用开放和通用的OPC数据接口，通过以太网/tcp/ip技术与上级管理系统连接，实现与生产管理系统连接，分享数据，协同工作。位置监测装置9可以为发讯块和接近开关。

实施例2

进一步的，请参考图4及图5，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述监测机构12为光学传感器，所述标记件11为标记板，所述标记板上具有标高上线位13、标高中线位131和标高下线位132，标高中线位131位于标高上线位13和标高下线位132之间，位置监测装置9的光学传感器与所述控制模块17电信号连接。

上述实施例中，监测机构12为光学传感器，标记件11为标记板，标记板上设有标高上线位13、标高中线位131和标高下线位132，监测机构12通过标高上线位13、标高中线位131和标高下线位132确定自身所处位置，该实施例可以使光学传感器的测量更为准确，使其具有参考点。位置监测装置9可以为西门子TM POSINPUT2。

实施例3

进一步的，请参考图10，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述控制模块17还包括：

位置检测模块18，所述位置检测模块18用于读取位置监测装置的数据；

放线机减速模块20，所述放线机减速模块20用于控制放线机减速；

牵引卷扬机减速模块21，所述牵引卷扬机减速模块21用于控制牵引卷扬机减速；

切换模块19，所述切换模块19用于光学传感器位于标高上线位和标高中线位之间时切换至牵引卷扬机减速模块21，及光学传感器位于标高中线位和标高下线位之间时切换至放线机减速模块20；

放线机减速模块20与放线机1电信号连接，牵引卷扬机减速模块21与牵引卷扬机3电信号连接，所述位置检测模块18与位置监测装置9电信号连接，所述位置检测模块18与所述切换模块19电信号连接，所述切换模块19与所述放线机减速模块20和所述牵引卷扬机减速模块21电信号连接。

上述实施例中，位置检测模块18用于读取光学传感器的相对位置，放线机减速模块20用于控制放线机减速，牵引卷扬机减速模块21用于控制牵引卷扬机减速，切换模块19用于光学传感器位于标高上线位和标高中线位之间时切换至牵引卷扬机减速模块21，及光学传感器位于标高中线位和标高下线位之间时切换至放线机减速模块20，位置检测模块18、放线机减速模块20、牵引卷扬机减速模块21和切换模块19在共同配合下可以根据光学传感器位于标记板的相对位置，继而调整放线机1和牵引卷扬机3的放线速度，使得重锤块10在动平衡之下始终处于一个固定高度。卷扬机采用电控JM5T卷扬机Y系列，其为智能卷扬机内部具有放线机减速模块20和牵引卷扬机减速模块21，切换模块19为JM5T卷扬机Y系列内部程序，用于控制卷扬机的减速及加速。

实施例4

进一步的，请参考图7和图8，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述平衡塔2上还具有卡线器14和拉力传感器12，拉力传感器12的本体固定在平衡塔2上，卡线器14的本体固定在拉力传感器12的工作端。

上述实施例中，在纺丝过程中，更换放线机上工字轮或更换左右幅纺丝时，均需停止牵引卷扬机，更换工字轮时，使用卡线器14卡住钢丝，拽拉在拉力传感器12上，保证平衡塔动平衡机构悬空；此时剪断钢丝，拉力传感器12受力后给牵引卷扬机一个信号，牵引卷扬机3锁死无法启动，本实施例可以保证在更换工字轮或更换上下游纺丝时，操作人员误操作导致的重锤块10跌落，继而保护施工人员的安全。拉力传感器12为现有已知技术，其可以为OMEGA拉压力传感器。

进一步的，拉力传感器12通过传感器支座16与平衡塔2连接。

实施例5

进一步的，请参考图7和图8，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述卡线器14和拉力传感器12之间还具有活动挂钩15，拉力传感器12通过活动挂钩15与卡线器14连接。

上述实施例中，为了保证卡线器14在拉力传感器12上可以自由活动，因此安装活动挂钩15，使得卡线器14活动连接在拉力传感器12上，可以方便的将钢丝6卡在卡线器14上。

实施例6

进一步的，请参考图11，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述控制模块17还包括：

拉力检测模块22，所述拉力检测模块22用于监测拉力传感器的拉力数据；

牵引卷扬机锁死模块23，所述牵引卷扬机锁死模块23用于在拉力传感器具有拉力数据时，将牵引卷扬机锁死停机；

所述拉力检测模块22与拉力传感器12电信号连接，所述牵引卷扬机锁死模块23分别与拉力检测模块22和牵引卷扬机3电信号连接。JM5T卷扬机Y系列内部具有牵引卷扬机锁死模块23，并通过本领域技术人员设置，在接收到拉力检测模块22给出特定范围区间的值时锁死卷扬机。

上述实施例中，控制模块17内还包括拉力检测模块22和牵引卷扬机锁死模块23，拉力检测模块22用于监测拉力传感器的拉力数据，并在检测到拉力传感器具有拉力数据时，将该数据发送给牵引卷扬机锁死模块23，牵引卷扬机锁死模块23将牵引卷扬机进行锁死操作，保障现场施工人员的人身安全。拉力检测模块22、牵引卷扬机锁死模块23均为现有技术。

实施例7

进一步的，请参考图14，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述滑轮组由四个定滑轮和三个动滑轮组成。

上述实施例中，四个定滑轮和三个动滑轮组成六倍省力结构，其钢丝走线图如参考图14所示。

实施例8

进一步的，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，放线机1释放的钢丝6与纺丝轮7固定连接。

上述实施例中，钢丝6与纺丝轮7固定连接，纺丝轮7可以在牵引卷扬机3的带动下带动钢丝6运动，实现对钢丝6的纺丝。

进一步的，请参考图2，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述放线机1和牵引卷扬机3均具有多台。

上述实施例中，使用AS法联动控制的放线时，在现场的放线机1和牵引卷扬机3均具有多台，以此完成桥梁的施工。

实施例9

进一步的，请参考图1，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述牵引卷扬机3的输出一端具有第一转向轮4、第二转向轮5和纺丝轮7，牵引卷扬机3输出的钢丝6经过第一转向轮4和第二转向轮5与纺丝轮7连接。

上述实施例中，牵引卷扬机3的输出一端经第一转向轮4、第二转向轮5和纺丝轮7连接于牵引索8上，进行传送。

实施例10

进一步的，请参考图1，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例，所述控制模块17外还具有触屏控制板，所述控制模块17与所述触屏控制板电信号连接。

上述实施例中，触屏控制板为手动控制面板，可以通过控制模块17对牵引卷扬机3和放线机1进行手动控制。

实施例11

进一步的，请参考图12，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例：

(1)首先，在平衡塔上标记高度H±h(mm)；

(2)将放线机设置自动档位；

(3)根据计算，在动平衡机构增减重锤块，确保牵引卷扬机、放线机在设定频率时，动平衡机构正好在标高中线位位置；

(4)如果在放丝过程中，动平衡机构始终在标高中线位范围内，放线机将会与牵引卷扬机按设定进行关联放丝；

(5)若动平衡机构超出标记高度上限，则控制模块同时给牵引卷扬机和放线机一个信号，此时牵引卷扬机将减速，同时放线机进行加速。当动平衡机构又回到标记高度范围内时，放线机将会与牵引卷扬机按设定进行关联放丝；

(6)若动平衡机构超出标记高度下限，则控制模块同时给牵引卷扬机和放线机一个信号，此时牵引卷扬机将加速，同时放线机进行减速。当动平衡机构又回到标记高度范围内时，放线机将会与牵引卷扬机按设定进行关联放丝。

实施例12

进一步的，请参考图13，本发明一种AS法联动控制的放线系统的另一实施例：

(1)首先放线机、牵引卷扬机必须停止；

(2)将放线机调至手动档位；

(3)使用卡线器将钢丝卡住；

(4)将卡线器与传感器进行连接；

(5)将钢丝从卡线器前端剪断；

(6)此时拉力传感器的信号将传递给牵引卷扬机锁死模块，卷扬机锁死模块给牵引卷扬机一个信号，牵引卷扬机进行锁死；

(7)将放线机上工字轮进行更换；

(8)从工字轮中牵引出钢丝丝头，与剪断的丝根进行压接套连接；

(9)拆卸掉卡线器，此时动平衡机构势必将下移；

(10)回转放线机工字轮，使动平衡机构达到标记高度范围内；

(11)将放线机调至自动档位；

(12)启动牵引卷扬机，进行放丝工作。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (10)

1.一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，包括：

放线机(1)；

牵引装置，所述牵引装置包括：

牵引卷扬机(3)；

牵引索(8)；

纺丝轮(7)；

纺丝轮(7)固定在牵引索(8)上，纺丝轮(7)通过牵引索(8)与牵引卷扬机(3)传动连接；

控制模块；

平衡塔(2)，所述平衡塔(2)包括：

塔架；

滑轮组；

重锤块(10)；

位置监测装置(9)，位置监测装置(9)具有标记件和监测机构，所述监测机构能确定自身位于所述标记件的相对位置；

所述滑轮组连接在所述塔架上，放线机(1)释放的钢丝经所述滑轮组和重锤块(10)与牵引卷扬机(3)连接，重锤块(10)悬吊于所述滑轮组下方，所述标记件固定在塔架上，所述监测机构固定在所述重锤块(10)上；

放线机(1)释放的钢丝经过平衡塔(2)后与纺丝轮(7)连接，所述控制模块分别与放线机(1)、牵引卷扬机(3)和位置监测装置(9)电信号连接，所述控制模块通过控制放线机和牵引卷扬机的放线速度调整监测机构与标记件的相对位置。

2.如权利要求1所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述监测机构为光学传感器，所述标记件为标记板，所述标记板上具有标高上线位(13)、标高中线位(131)和标高下线位(132)，标高中线位(131)位于标高上线位(13)和标高下线位(132)之间，位置监测装置(9)的光学传感器与所述控制模块电信号连接。

3.如权利要求2所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

位置检测模块，所述位置检测模块用于读取位置监测装置的数据；

放线机减速模块，所述放线机减速模块用于控制放线机减速；

牵引卷扬机减速模块，所述牵引卷扬机减速模块用于控制牵引卷扬机减速；

切换模块，所述切换模块用于光学传感器位于标高上线位和标高中线位之间时切换至牵引卷扬机减速模块，及光学传感器位于标高中线位和标高下线位之间时切换至放线机减速模块；

放线机减速模块与放线机(1)电信号连接，牵引卷扬机减速模块与牵引卷扬机(3)电信号连接，所述位置检测模块与位置监测装置(9)电信号连接，所述位置检测模块与所述切换模块电信号连接，所述切换模块与所述放线机减速模块和所述牵引卷扬机减速模块电信号连接。

4.如权利要求1所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述平衡塔(2)上还具有卡线器(14)和拉力传感器(12)，拉力传感器(12)的本体固定在平衡塔(2)上，卡线器(14)的本体固定在拉力传感器(12)的工作端，所述卡线器(14)用于在更换工字轮时卡住钢丝。

5.如权利要求4所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述卡线器(14)和拉力传感器(12)之间还具有活动挂钩(15)，拉力传感器(12)通过活动挂钩(15)与卡线器(14)连接。

6.如权利要求4所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

拉力检测模块，所述拉力检测模块用于监测拉力传感器的拉力数据；

牵引卷扬机锁死模块，所述牵引卷扬机锁死模块用于在拉力传感器具有拉力数据时，将牵引卷扬机锁死停机；

所述拉力检测模块与拉力传感器(12)电信号连接，所述牵引卷扬机锁死模块分别与拉力检测模块和牵引卷扬机(3)电信号连接。

7.如权利要求1所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述滑轮组由四个定滑轮和三个动滑轮组成。

8.如权利要求1所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，放线机(1)释放的钢丝与纺丝轮(7)固定连接。

9.如权利要求1所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述牵引卷扬机(3)的输出一端具有第一转向轮(4)、第二转向轮(5)和纺丝轮(7)，与牵引卷扬机(3)传动连接的牵引索(8)经过第一转向轮(4)和第二转向轮(5)与纺丝轮(7)传动连接。

10.如权利要求1所述一种AS法联动控制的放线系统，其特征在于，所述控制模块外还具有触屏控制板，所述控制模块与所述触屏控制板电信号连接。

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