一種基于以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)、起重機(jī)PLC主機(jī)、光電編碼器、稱重儀和風(fēng)速儀，其特點(diǎn)是起重機(jī)主機(jī)、稱重儀和風(fēng)速儀由以太網(wǎng)交換機(jī)與安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)連接，實現(xiàn)以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安監(jiān)系統(tǒng)；所述稱重儀和風(fēng)速儀由串口服務(wù)器與以太網(wǎng)交換機(jī)連接；所述起重機(jī)PLC主機(jī)與DP接口的光電編碼器連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有信號失真小，抗干擾，在系統(tǒng)通信中無模擬量信號傳輸環(huán)節(jié)，全局?jǐn)?shù)字信號傳輸，系統(tǒng)延時少，信號傳輸速度高，統(tǒng)一了系統(tǒng)部件接口，提高兼容性，以太網(wǎng)設(shè)備模塊成本較低，方便軟硬件制造維護(hù)，降低工程成本，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，只需將新設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，簡單配置即可組態(tài)。
【專利說明】一種基于以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動化控制與通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)和領(lǐng)域。近年來，起重機(jī)的安全事故頻發(fā)，起重機(jī)安全性成為工業(yè)生產(chǎn)活動中的重要保障。同時，國家起重運(yùn)輸機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等部門近年出臺GB/T28264-2012《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》的國家規(guī)范，并要求在大、中型起重機(jī)械推廣應(yīng)用安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可提高起重機(jī)安全性，方便追溯設(shè)備歷史工作狀態(tài)，滿足分析故障的要求，因此，符合規(guī)范范圍內(nèi)的起重機(jī)均需要配置安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
[0003]根據(jù)GB/T 28264-2012要求起重機(jī)配備信號釆集單元、信號處理單元等硬件設(shè)施，其中信息釆集單元用于讀取信息源數(shù)據(jù)。起重機(jī)上有多種儀表、傳感器、編碼器等信號源設(shè)備，這些信號源設(shè)備均有各自的信號接口和傳輸方式(包括物理界面和邏輯界面)，安監(jiān)系統(tǒng)為了采集這些信號，需要將不同形式信號接口整合到安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)。為了實現(xiàn)上述功能，需要為安監(jiān)系統(tǒng)配置多種形式的信號采集單元，常見的信號源有以下幾種:
(I)、稱重或力矩信號:通過稱重儀表采集，接口通常為Γ20πιΑ模擬量或RS485總線。
[0004](2)、風(fēng)速信號:通過風(fēng)速儀采集，接口通常為Γ20ι?Α模擬量或RS485總線。
[0005](3)、起升高度信號:通過編碼器采集，接口通常為Profibus DP (簡稱DP)總線或其它現(xiàn)場總線。
[0006](4)、旋轉(zhuǎn)臂架位置信號:通過編碼器或者水平位置傳感器采集，接口通常為DP總線或RS485總線。
[0007]安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)采用PLC進(jìn)行通信，從PLC獲取信號源數(shù)據(jù)或直接和各信號采集單元進(jìn)行通信，由于上述的信號接口的多樣性，無論何種方案，均存在信號接口轉(zhuǎn)換的需要，因此需要配置多種形式的信號采集單元。PLC進(jìn)行通信需要配置PLC模擬量模塊、RS485模塊等，直接和各信號采集單元通信則需要配置PC機(jī)RS485接口卡、DP接口卡、模擬量接口卡等。根據(jù)GB規(guī)范，由于要采集PLC內(nèi)部的部分起重機(jī)運(yùn)行信號，安監(jiān)系統(tǒng)通常采用從PLC獲取信號源數(shù)據(jù)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:(I)信號采集選用模擬量方式，則存在模數(shù)-數(shù)模多次轉(zhuǎn)換，信號精度降低。目前行業(yè)內(nèi)均為數(shù)字化儀表，稱重或風(fēng)速信號若通過模擬量傳輸，則存在數(shù)模二次轉(zhuǎn)換的情況。首先，傳感器原始模擬信號(某些風(fēng)速傳感器原始信號為數(shù)字脈沖信號)在儀表內(nèi)部進(jìn)行數(shù)字化；然后，數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬量信號，通過模擬量接口傳輸?shù)絇LC ;再次，模擬信號由PLC將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。在此過程中模數(shù)-數(shù)模多次轉(zhuǎn)換，其信號精度必然降低。(2)接口模塊成本高，PLC模擬量模塊，RS485模塊等均高于普通的數(shù)字1模塊。(3)擴(kuò)展性差，若需要增加新的信號源，必須增加新的信號采集單元，修改PLC硬件配置，若采用RS485通訊，則需要重新設(shè)定主從站，擴(kuò)展性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計的一種基于以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，采用統(tǒng)一系統(tǒng)部件接口的以太網(wǎng)設(shè)備模塊，實現(xiàn)傳輸速度高、信號失真小的安監(jiān)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸可靠，結(jié)構(gòu)簡單，兼容性好，工程成本低，維護(hù)方便，有利于安監(jiān)系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，為起重機(jī)安全性提供可靠的重要保障。
[0010]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種基于以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)、起重機(jī)PLC主機(jī)、光電編碼器、稱重儀和風(fēng)速儀，其特點(diǎn)是起重機(jī)主機(jī)、稱重儀和風(fēng)速儀由以太網(wǎng)交換機(jī)與安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)連接，實現(xiàn)以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安監(jiān)系統(tǒng)；所述稱重儀和風(fēng)速儀采用RS232/485接口由串口服務(wù)器與以太網(wǎng)交換機(jī)連接；所述起重機(jī)PLC主機(jī)與DP接口的光電編碼器連接。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有信號失真小，抗干擾，在系統(tǒng)通信中無模擬量信號傳輸環(huán)節(jié)，全局?jǐn)?shù)字信號傳輸，系統(tǒng)延時少，信號傳輸速度高，統(tǒng)一了系統(tǒng)部件接口，提高兼容性，以太網(wǎng)設(shè)備模塊成本較低，方便軟硬件制造維護(hù)，降低工程成本，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，只需將新設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，簡單配置即可組態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012]下面以某造船廠300t大型門式起重機(jī)為例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述:
實施例1
參閱附圖1，某造船廠300t大型門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的信號采集單元采用以太網(wǎng)通信。安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I采用型號為IPC-510MB/AMB-562/E5300，數(shù)據(jù)接口為以太網(wǎng)，接入方式為直接；以太網(wǎng)交換機(jī)2采用型號為CVR100M，數(shù)據(jù)接口為以太網(wǎng)，接入方式為直接；串口服務(wù)器3采用型號為MOXA-NPort 52321的兩路串口，數(shù)據(jù)接口為以太網(wǎng)，接入方式為直接；起重機(jī)PLC主機(jī)4采用型號為CPU 315-2PN/DP，數(shù)據(jù)接口為以太網(wǎng)，接入方式為直接；光電編碼器5采用型號為PVM-581-011AG-R0BN-1213，數(shù)據(jù)接口為DP，接入方式為轉(zhuǎn)換；稱重儀6采用型號為恒美萊達(dá)_300t信號源設(shè)備，數(shù)據(jù)接口為RS485，接入方式為轉(zhuǎn)換；風(fēng)速儀7采用型號為FA130C信號源設(shè)備，數(shù)據(jù)接口為RS485，接入方式為轉(zhuǎn)換。所述起重機(jī)PLC主機(jī)4由以太網(wǎng)交換機(jī)2與安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I連接；所述稱重儀6和風(fēng)速儀7采用RS232/485接口由串口服務(wù)器3與以太網(wǎng)交換機(jī)2連接；所述光電編碼器5采用DP接口與起重機(jī)PLC主機(jī)4連接；所述安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I采用以太網(wǎng)與以太網(wǎng)交換機(jī)2連接，實現(xiàn)以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安監(jiān)系統(tǒng)通信。
[0013]本發(fā)明的硬件設(shè)置:安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I米用以太網(wǎng)口為標(biāo)配的工控機(jī)；起重機(jī)PLC主機(jī)4配置以太網(wǎng)口或者通過擴(kuò)展模塊支持以太網(wǎng)口 ；稱重儀6和風(fēng)速儀7配置RS232/485接口 ；光電編碼器5配置DP接口或配置以太網(wǎng)接口，其中RS232/485接口的信號源設(shè)備需通過串口服務(wù)器3進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換后接入安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I ;DP接口的編碼器5的信號則通過起重機(jī)PLC主機(jī)4接入安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I。
[0014]本發(fā)明的軟件設(shè)置:對于DP接口的編碼器5直接接入以太網(wǎng)的設(shè)備，安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I可以直接讀取數(shù)據(jù)。對于轉(zhuǎn)換接口的稱重儀6和風(fēng)速儀7，需要進(jìn)行軟件格式的配置。
[0015]以稱重儀6 (恒美萊達(dá)_300t)為例(以500ms連續(xù)發(fā)送實時數(shù)據(jù)，不需要回發(fā))，其通信協(xié)議內(nèi)容如下:
TX:儀表發(fā)送數(shù)據(jù)

I地址I巾貞長度I功能碼I數(shù)據(jù)區(qū)|LRC
、，(0x3A) |oxQl|oxll |θχ42"
數(shù)組區(qū)分四組，A鉤、B鉤、C鉤、D鉤。
[0016]每組數(shù)據(jù)為3字節(jié)，第一字節(jié)為小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，此處為2，后兩字節(jié)為實時載重放大100倍取整后(unsigned short型數(shù)據(jù))數(shù)據(jù),低字節(jié)在前,高字節(jié)在后。
[0017]幀長度:從幀頭開始到LRC校驗的數(shù)據(jù)長度，為單字節(jié)。
[0018]LRC校驗:從幀頭到數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)求和低位(高位去掉)取反加I。
[0019]串口配置:4800，8，n。
[0020]例如:數(shù)據(jù)區(qū)三字節(jié)為0x02，OxDO, 0x07代表實際載重為20.0OT0
[0021]按照通信協(xié)議，對串口服務(wù)器3進(jìn)行相應(yīng)的軟件配置，安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)I即可讀取信號源的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各設(shè)備之間統(tǒng)一的以太網(wǎng)通信。
[0022]以上實施例只是對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，并非用以限制本發(fā)明專利，凡為本發(fā)明等效實施，均應(yīng)包含于本發(fā)明專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)、起重機(jī)PLC主機(jī)、光電編碼器、稱重儀和風(fēng)速儀，其特征在于起重機(jī)PLC主機(jī)、稱重儀和風(fēng)速儀由以太網(wǎng)交換機(jī)與安監(jiān)系統(tǒng)主機(jī)連接，實現(xiàn)以太網(wǎng)構(gòu)架的起重機(jī)安監(jiān)系統(tǒng)；所述稱重儀和風(fēng)速儀采用RS232/485接口由串口服務(wù)器與以太網(wǎng)交換機(jī)連接；所述起重機(jī)PLC主機(jī)與DP接口的光電編碼器連接。
【文檔編號】B66C13/48GK104210955SQ201410451061
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】熊冠楚, 徐亮, 王建新, 魏道新 申請人:中船第九設(shè)計研究院工程有限公司