專利名稱：張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)及控制方法
張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)及控制方法技術(shù)領(lǐng)域
本產(chǎn)品適用于送電線路特高壓施工中采用二牽八(六)施工方案時(shí)對張力機(jī)的技 術(shù)改造。尤其是涉及一種張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)70年代末我國的第一條500kV超高壓輸電線路工程開始采用張力架線 施工以來，經(jīng)過40年的總結(jié)和提高，張力架線施工工藝已日趨成熟。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的 快速發(fā)展，電力線路輸電容量的增大，輸電導(dǎo)線從過去4分裂增加到目前的6分裂、8分裂， 導(dǎo)線截面也增加到1000 mm2，致使?fàn)恳υ龃?，張力機(jī)臺(tái)數(shù)增多。以8分裂導(dǎo)線為例，目前 國內(nèi)普遍應(yīng)用兩臺(tái)4輪張力機(jī)或四臺(tái)2輪張力機(jī)共同展放。在實(shí)際現(xiàn)場操作過程中，每臺(tái) 設(shè)備都需隨時(shí)操作，操作人員是通過液壓表來控制牽引力或張力大小，通過感覺來控制導(dǎo) 線展放速度，并且一人只能近距離控制一臺(tái)設(shè)備，操作環(huán)境極差。由于操作人員不能相互觀 察，受液壓表精度限制等多方面限制，控制誤差較大。所以，張力機(jī)不能做到精準(zhǔn)控制。
二牽八方案中使用的特高壓雙牽引走板、特高壓組合式滑車、牽引機(jī)遠(yuǎn)程 智能協(xié)同控制系統(tǒng)已申請專利，特高壓雙牽引走板的申請?zhí)枮?00920093522. 5，特高 壓組合式滑車的申請?zhí)枮?00920093521.0，牽引機(jī)遠(yuǎn)程智能協(xié)同控制系統(tǒng)的申請?zhí)枮?200920094654. X。但如果要實(shí)現(xiàn)放線施工的智能展放，還需要多臺(tái)張力機(jī)的動(dòng)態(tài)同步展放。 張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)和牽引機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)邏輯是不同的，兩種的控 制方式和工況都有很大區(qū)別。國內(nèi)目前未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)多臺(tái)張力機(jī)并聯(lián)的方案和辦法。
在工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)方面，有嵌入式微控制器技術(shù)、可編程序控制技術(shù)、工業(yè)控 制計(jì)算機(jī)技術(shù)，嵌入式微控制器技術(shù)的典型代表是單片機(jī)，功能相對簡單，可編程序控制 器，簡稱PLC，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的數(shù)值運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，功 能處于嵌入式微控制器和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中間，具有可靠性高，適用復(fù)雜惡劣環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)， 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)具有功能強(qiáng)大、運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合送變電施工特點(diǎn)和工作環(huán)境，經(jīng)調(diào) 研和比較，決定采用可編程序控制器作為主要控制設(shè)備，當(dāng)多機(jī)控制時(shí)，應(yīng)用工業(yè)控制計(jì)算 機(jī)作為上位機(jī)實(shí)現(xiàn)多機(jī)控制。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全電腦化的張力操縱系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大噸位、多分裂導(dǎo)線 的展放，采用兩臺(tái)(多臺(tái))張力機(jī)同步展放四根(多根)導(dǎo)線，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱，可一人控制多 臺(tái)張力機(jī)，通過軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)可使張力機(jī)放線速度、張力達(dá)到同步。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)，其特征在于包括 一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行編程軟件、組態(tài)軟件，并將計(jì)算機(jī)操作面板的各種數(shù)字量、模擬量信息指令傳送至主控PLC，并將PLC發(fā)送過來的信息轉(zhuǎn)化成可視面板上的圖形和 數(shù)值；一臺(tái)主控PLC，用于將操作面板的各種數(shù)字量、模擬量信息轉(zhuǎn)換為控制信號通過PR0FIBUS總線傳與張力機(jī)控制柜，并將張力機(jī)控制柜傳來的信號運(yùn)算轉(zhuǎn)換為顯示信號傳給 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組態(tài)顯示，對多臺(tái)張力機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并分別傳送控制數(shù)據(jù)；張力機(jī)控制柜，用于接收主控PLC傳來的控制信號，通過PLVC內(nèi)部程序轉(zhuǎn)換成直接控 制信號傳遞給張力機(jī)上的控制器。同時(shí)接收張力機(jī)上的傳感器信號，通過PLVC內(nèi)部程序轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號傳遞給主控PLC。張力機(jī)控制柜上還設(shè)有控制開關(guān)和啟動(dòng)開關(guān)以適應(yīng)張力機(jī) 單獨(dú)運(yùn)行；一套傳感器和一套電子控制器，傳感器用于接收張力機(jī)各工作狀態(tài)參數(shù)傳遞給PLVC， 電子控制器接收PLVC傳遞來的控制信號控制張力機(jī)各主要部件實(shí)現(xiàn)各功能；視頻監(jiān)視器，視頻監(jiān)視器連接到設(shè)備上的攝像頭，用于隨時(shí)觀察設(shè)備卷線情況與周圍 環(huán)境；無線數(shù)據(jù)接收器，用于接收牽引機(jī)參數(shù)并傳輸給PLC，通過運(yùn)算得出所需控制參數(shù)和開 關(guān)量以達(dá)到遠(yuǎn)程控制。
張力機(jī)控制柜嵌套在張力機(jī)中，由一個(gè)PLVC控制系統(tǒng)、若干繼電器、若干控制開 關(guān)、油門控制模塊組成，油門控制模塊用于精準(zhǔn)的控制脈沖大小和方向，控制電控油門的伸 縮長度，最終達(dá)到精準(zhǔn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；PLVC控制系統(tǒng)包含一個(gè)油門控制系統(tǒng)，用于將油門設(shè)定值通過程序調(diào)節(jié)油門控制器，使油門平穩(wěn)、準(zhǔn)確的 達(dá)到預(yù)設(shè)值；一個(gè)張力PI調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于通過PLVC自帶PI控制器填入動(dòng)態(tài)設(shè)定值來控制先導(dǎo)閥壓 力數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，用于將PLVC采集傳感器信號傳遞給總控制臺(tái)，接收總控制臺(tái)PLC 傳來的各種控制數(shù)據(jù)，經(jīng)自動(dòng)控制程序運(yùn)算后，將控制信號發(fā)給相應(yīng)執(zhí)行器；一個(gè)突發(fā)情況報(bào)警及解決系統(tǒng)，用于解決突發(fā)性系統(tǒng)問題或連線掉落問題，具體包括 上位機(jī)非正常停機(jī)、總線斷線、張力控制閥損壞或掉線處理、張力控制閥閥芯卡住、張力傳 感器故障、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障；張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制方法包括功能控制和故障處理兩部分，功能控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 控制、張力控制、傳動(dòng)控制以及制動(dòng)控制；故障處理包括上位機(jī)非正常停機(jī)、總線斷線、張力 控制閥損壞或掉線處理、張力控制閥閥芯卡住、張力傳感器故障、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障， 功能控制包括一、單機(jī)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制由油門電位器、閥控器、油門控制器、油門電機(jī)組成，油門電位器輸 出O — IOV信號給閥控器，并經(jīng)閥控器按比例轉(zhuǎn)換成代表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的600— 2400轉(zhuǎn)/分， 該數(shù)據(jù)代表操作者預(yù)期使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到的轉(zhuǎn)速，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值，該值與轉(zhuǎn)速傳感器采 集的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比較，實(shí)際轉(zhuǎn)速若大于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，閥控器將發(fā)出脈沖減油，反之加油， 油門控制器起到換向作用，在脈沖間隔時(shí)的能抑制電機(jī)慣性，使電機(jī)在每個(gè)脈沖輸出距離 更加精準(zhǔn),控制轉(zhuǎn)速誤差為10轉(zhuǎn)/分；當(dāng)外部負(fù)載變化時(shí)，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，負(fù)載增大時(shí)會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，控制程 序檢測到轉(zhuǎn)速減小，與目標(biāo)值有一個(gè)差值，此時(shí)會(huì)自動(dòng)加大油門，達(dá)到預(yù)期值，這對張力機(jī) 牽引工況非常適合，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)熄火；二、聯(lián)機(jī)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制聯(lián)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值由軟控制面板的油門控制塊給出，傳到控制總站， 經(jīng)總線分配給各分站，此時(shí)程序會(huì)自動(dòng)屏蔽下位機(jī)控制，控制過程與單機(jī)相同；三、單機(jī)工作時(shí)張力控制張力控制由張力電位器、閥控器、電控比例溢流閥、主溢流閥組成，電位器輸出O— IOV模擬量信號，輸入到閥控器，經(jīng)閥控器轉(zhuǎn)換成目標(biāo)值，通過函數(shù)寫進(jìn)控制通道，輸出 100—600毫安電流控制比例溢流閥閥芯開度，從而控制張力大小，引入PI調(diào)節(jié)函數(shù)，用張 力壓力傳感器測得的壓力值作為PI調(diào)節(jié)的返回值，輸入到PI調(diào)節(jié)函數(shù)，該函數(shù)會(huì)自動(dòng)比較 目標(biāo)壓力與實(shí)際壓力的差值，檢測到后會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯開度，直到達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值，控制精 度在5%范圍內(nèi)；四、聯(lián)機(jī)工作時(shí)張力控制聯(lián)機(jī)工作時(shí)，目標(biāo)值由上位機(jī)張力控制塊給定，通過總線傳到各機(jī)，控制過程與單機(jī)相 同，在上位機(jī)控制時(shí)，又分單機(jī)控制和聯(lián)機(jī)控制，在軟操作面板上設(shè)有單、聯(lián)機(jī)開關(guān)，當(dāng)聯(lián)機(jī) 轉(zhuǎn)換單機(jī)時(shí)，程序會(huì)將當(dāng)前張力值自動(dòng)傳感各機(jī)，避免“跑線”；五、傳動(dòng)控制和制動(dòng)控制包含在以上所有控制和以下故障處理中，當(dāng)需要傳動(dòng)時(shí)，PLVC 發(fā)出傳動(dòng)信號，通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫x合器上的電子控制器，使之以閉合達(dá)到傳動(dòng)效果；當(dāng)需 要制動(dòng)時(shí)，PLVC發(fā)出制動(dòng)信號，通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)街苿?dòng)器上的電子控制器，使之閉合以達(dá)到 制動(dòng)效果；故障處理包括一、上位機(jī)非正常停機(jī)、總線斷線程序自動(dòng)檢測到是否斷線或非正常停機(jī)，當(dāng)發(fā)生時(shí)， 程序會(huì)立即作出反應(yīng)，首先將張力在3秒時(shí)間加到最大，制動(dòng)器在5秒后制動(dòng)剎車，發(fā)動(dòng)機(jī) 在5秒后關(guān)機(jī)，此時(shí)工況相當(dāng)于上位機(jī)和下位機(jī)都沒有操作，程序自動(dòng)運(yùn)行，這樣會(huì)避免因 急剎車造成對制動(dòng)器的沖擊；下位機(jī)非正常停機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)立即熄火，制動(dòng)器會(huì)立即剎車。 牽引機(jī)側(cè)會(huì)因張力增大而達(dá)到設(shè)定值停止?fàn)恳?；二、張力閥損壞或掉線處理編程軟件有檢測比例溢流閥掉線的專用函數(shù)，當(dāng)有一路張力閥有故障時(shí)，程序會(huì)制動(dòng) 切換另一路控制，避免了緊急制動(dòng)對制動(dòng)器的沖擊，若兩路都出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)及時(shí)剎車；三、張力閥閥芯卡住處理編程軟件有檢測比例溢流閥閥芯卡住的專用函數(shù)，當(dāng)有一路張力閥有故障時(shí)，程序會(huì) 制動(dòng)切換另一路控制，程序會(huì)及時(shí)報(bào)警；四、張力傳感器故障通過程序進(jìn)行邏輯判斷張力傳感器是否故障，若一路出現(xiàn)故障，會(huì)切換另一路作為反 饋信號，并報(bào)警，這時(shí)可正常停機(jī)并處理故障；五、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障程序會(huì)通過邏輯判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器是否發(fā)生故障，當(dāng)發(fā)生時(shí)，程序會(huì)報(bào)警，程序會(huì) 同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速固定在當(dāng)前轉(zhuǎn)速下，這時(shí)手動(dòng)關(guān)機(jī)處理。
本發(fā)明的效果和優(yōu)點(diǎn)如下(I)智能操控本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)張力機(jī)的遠(yuǎn)程各種操作，包括開關(guān)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)油門調(diào)整、張 力調(diào)節(jié)、吐線等，操作方式既可用張力機(jī)設(shè)備面板操作，也可以全電腦鍵盤及鼠標(biāo)操作。
(2)遠(yuǎn)程監(jiān)視本系統(tǒng)近端可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)(或多臺(tái))機(jī)器各參數(shù)的同步顯示及實(shí)時(shí)影 像的同步監(jiān)視，并可將所有工作過程存入硬盤，以輔助操作人員操作及事后過程分析。
(3)參數(shù)預(yù)設(shè)本系統(tǒng)通過PLC程序控制，可實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)的限制值設(shè)定，及各種 參數(shù)的整定，并實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)展放時(shí)兩機(jī)展放距離、張力的同步，較傳統(tǒng)放線方式提高了控制精度。
(4)安全預(yù)警本系統(tǒng)通過人機(jī)界面設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)各參數(shù)達(dá)到限制值及系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò) 誤時(shí)的報(bào)警功能，報(bào)警總數(shù)達(dá)10個(gè)。報(bào)警發(fā)生時(shí)可實(shí)現(xiàn)聲音和畫面同時(shí)觸發(fā)。報(bào)警可分長 期、短期存檔，并可統(tǒng)計(jì)歸類、打印輸出。
(5)過程分析本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)主要參數(shù)的實(shí)時(shí)過程曲線對比顯示，并可按固定時(shí)間 間隔存檔，以供操作及技術(shù)人員現(xiàn)場或事后分析使用。
(6)動(dòng)畫仿真本系統(tǒng)可對導(dǎo)線相對位移及以展放導(dǎo)線當(dāng)前到達(dá)的線路位置提供 真實(shí)的動(dòng)畫仿真顯示。
(7)無線接收利用程序可實(shí)現(xiàn)牽引機(jī)信號的實(shí)時(shí)接收，并可利用信號對張力狀態(tài) 進(jìn)行自動(dòng)控制；(8)授權(quán)管理本系統(tǒng)可對操作人員及其它人員的操作權(quán)限作出規(guī)定，以防止越權(quán)操 作，另外還有二級防護(hù)對話系統(tǒng)，以防止誤操作。
(9) 一牽一送可實(shí)現(xiàn)從牽引機(jī)傳遞到張力機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)，改變張力機(jī)工作狀態(tài)，達(dá) 到小張力放線操作需要。
以上特點(diǎn)均是傳統(tǒng)張力機(jī)操作所不能比擬的，且傳統(tǒng)的操作人員都是張力機(jī)前室 外、站立操作，噪音、灰塵、高溫、嚴(yán)寒、勞動(dòng)強(qiáng)度超大等因素都是不可避免的，通過數(shù)字化， 我們還可以徹底改善張力機(jī)操作人員的工作環(huán)境，達(dá)到人性化施工。
綜合此發(fā)明的特點(diǎn)，可歸納出此發(fā)明對送電線路放線施工可產(chǎn)生如下5個(gè)方面的 積極作用。
①實(shí)現(xiàn)了張力機(jī)自動(dòng)控制。解決張力機(jī)同步展放的問題。
②改善操作人員工作環(huán)境。使操作手從噪聲、灰塵、惡劣天氣中解放出來。
③為送變電施工向信息化、數(shù)字化過渡提供了基礎(chǔ)，提高送變電施工技術(shù)精確度。
④推廣后可解決操作人員缺乏的難題。
⑤為今后送變電施工設(shè)備的研制開辟了新的方向，為施工設(shè)備的進(jìn)一步提高打開 了想象的空間。


圖1是本發(fā)明的組成框圖；圖2是張力機(jī)控制柜的組成框圖；圖3是張力機(jī)控制柜中油門控制模塊結(jié)構(gòu)圖；圖4是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制流程圖；圖5是單機(jī)工作時(shí)張力控制流程圖；圖6是聯(lián)機(jī)工作時(shí)張力控制流程圖；圖7是張力機(jī)控制流程圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1，本發(fā)明控制系統(tǒng)包括一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行編程軟件、組態(tài)軟件，并將計(jì)算機(jī)操作面板的各種數(shù)字量、模擬量信息指令傳送至主控PLC，并將PLC發(fā)送過來的信息轉(zhuǎn)化成可視面板上的圖形和數(shù)值；一臺(tái)主控PLC，用于將操作面板的各種數(shù)字量、模擬量信息轉(zhuǎn)換為控制信號通過 PR0FIBUS總線傳與張力機(jī)控制柜，并將張力機(jī)控制柜傳來的信號運(yùn)算轉(zhuǎn)換為顯示信號傳給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組態(tài)顯示，對多臺(tái)張力機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并分別傳送控制數(shù)據(jù)；張力機(jī)控制柜，用于接收主控PLC傳來的控制信號，通過PLVC內(nèi)部程序轉(zhuǎn)換成直接控制信號傳遞給張力機(jī)上的控制器。同時(shí)接收張力機(jī)上的傳感器信號，通過PLVC內(nèi)部程序轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給主控PLC。張力機(jī)控制柜上還設(shè)有控制開關(guān)和啟動(dòng)開關(guān)以適應(yīng)張力機(jī)單獨(dú)運(yùn)行；一套傳感器和一套電子控制器，傳感器用于接收張力機(jī)各工作狀態(tài)參數(shù)傳遞給PLVC， 電子控制器接收PLVC傳遞來的控制信號控制張力機(jī)各主要部件實(shí)現(xiàn)各功能；視頻監(jiān)視器，視頻監(jiān)視器連接到設(shè)備上的攝像頭，用于隨時(shí)觀察設(shè)備卷線情況與周圍環(huán)境；無線數(shù)據(jù)接收器，用于接收牽引機(jī)參數(shù)并傳輸給PLC，通過運(yùn)算得出所需控制參數(shù)和開關(guān)量以達(dá)到遠(yuǎn)程控制。
參照圖2、圖3，張力機(jī)控制柜嵌套在張力機(jī)中，由一個(gè)PLVC控制系統(tǒng)、若干繼電器、若干控制開關(guān)、油門控制模塊組成，PLVC控制系統(tǒng)包含一個(gè)油門控制系統(tǒng)，用于將油門設(shè)定值通過程序調(diào)節(jié)油門控制器，使油門平穩(wěn)、準(zhǔn)確的達(dá)到預(yù)設(shè)值；一個(gè)張力PI調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于通過PLVC自帶PI控制器填入動(dòng)態(tài)設(shè)定值來控制先導(dǎo)閥壓力數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，用于將PLVC采集傳感器信號傳遞給總控制臺(tái)，接收總控制臺(tái)PLC 傳來的各種控制數(shù)據(jù)，經(jīng)自動(dòng)控制程序運(yùn)算后，將控制信號發(fā)給相應(yīng)執(zhí)行器；一個(gè)突發(fā)情況報(bào)警及解決系統(tǒng)，用于解決突發(fā)性系統(tǒng)問題或連線掉落問題，具體包括上位機(jī)非正常停機(jī)、總線斷線、張力控制閥損壞或掉線處理、張力控制閥閥芯卡住、張力傳感器故障、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障。
圖3 中，
權(quán)利要求
1.一種張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)，其特征在于包括 一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行編程軟件、組態(tài)軟件，并將計(jì)算機(jī)操作面板的各種數(shù)字量、模擬量信息指令傳送至主控PLC，并將PLC發(fā)送過來的信息轉(zhuǎn)化成可視面板上的圖形和數(shù)值； 一臺(tái)主控PLC，用于將操作面板的各種數(shù)字量、模擬量信息轉(zhuǎn)換為控制信號通過PROFIBUS總線傳與張力機(jī)控制柜，并將張力機(jī)控制柜傳來的信號運(yùn)算轉(zhuǎn)換為顯示信號傳給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組態(tài)顯示，對多臺(tái)張力機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并分別傳送控制數(shù)據(jù)； 張力機(jī)控制柜，用于接收主控PLC傳來的控制信號，通過PLVC內(nèi)部程序轉(zhuǎn)換成直接控制信號傳遞給張力機(jī)上的控制器，同時(shí)接收張力機(jī)上的傳感器信號，通過PLVC內(nèi)部程序轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給主控PLC，張力機(jī)控制柜上還設(shè)有控制開關(guān)和啟動(dòng)開關(guān)以適應(yīng)張力機(jī)單獨(dú)運(yùn)行； 一套傳感器和一套電子控制器，傳感器用于接收張力機(jī)各工作狀態(tài)參數(shù)傳遞給PLVC，電子控制器接收PLVC傳遞來的控制信號控制張力機(jī)各主要部件實(shí)現(xiàn)各功能； 視頻監(jiān)視器，視頻監(jiān)視器連接到設(shè)備上的攝像頭，用于隨時(shí)觀察設(shè)備卷線情況與周圍環(huán)境； 無線數(shù)據(jù)接收器，用于接收牽引機(jī)參數(shù)并傳輸給PLC，通過運(yùn)算得出所需控制參數(shù)和開關(guān)量以達(dá)到遠(yuǎn)程控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)，其特征在于張力機(jī)控制柜嵌套在張力機(jī)中，由一個(gè)PLVC控制系統(tǒng)、若干繼電器、若干控制開關(guān)、油門控制模塊組成，油門控制模塊用于精準(zhǔn)的控制脈沖大小和方向，控制電控油門的伸縮長度，最終達(dá)到精準(zhǔn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；PLVC控制系統(tǒng)包含 一個(gè)油門控制系統(tǒng)，用于將油門設(shè)定值通過程序調(diào)節(jié)油門控制器，使油門平穩(wěn)、準(zhǔn)確的達(dá)到預(yù)設(shè)值； 一個(gè)張力PI調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于通過PLVC自帶PI控制器填入動(dòng)態(tài)設(shè)定值來控制先導(dǎo)閥壓力數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)； 一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，用于將PLVC采集傳感器信號傳遞給總控制臺(tái)，接收總控制臺(tái)PLC傳來的各種控制數(shù)據(jù)，經(jīng)自動(dòng)控制程序運(yùn)算后，將控制信號發(fā)給相應(yīng)執(zhí)行器； 一個(gè)突發(fā)情況報(bào)警及解決系統(tǒng)，用于解決突發(fā)性系統(tǒng)問題或連線掉落問題，具體包括上位機(jī)非正常停機(jī)、總線斷線、張力控制閥損壞或掉線處理、張力控制閥閥芯卡住、張力傳感器故障、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括功能控制和故障處理兩部分，功能控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制、張力控制、傳動(dòng)控制以及制動(dòng)控制；故障處理包括上位機(jī)非正常停機(jī)、總線斷線、張力控制閥損壞或掉線處理、張力控制閥閥芯卡住、張力傳感器故障、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障，功能控制包括 (一)單機(jī)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制由油門電位器、閥控器、油門控制器、油門電機(jī)組成，油門電位器輸出O — IOV信號給閥控器，并經(jīng)閥控器按比例轉(zhuǎn)換成代表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的600— 2400轉(zhuǎn)/分，該數(shù)據(jù)代表操作者預(yù)期使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到的轉(zhuǎn)速，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值，該值與轉(zhuǎn)速傳感器采集的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比較，實(shí)際轉(zhuǎn)速若大于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，閥控器將發(fā)出脈沖減油，反之加油，油門控制器起到換向作用，在脈沖間隔時(shí)的能抑制電機(jī)慣性，使電機(jī)在每個(gè)脈沖輸出距離更加精準(zhǔn),控制轉(zhuǎn)速誤差為10轉(zhuǎn)/分； 當(dāng)外部負(fù)載變化時(shí)，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，負(fù)載增大時(shí)會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，控制程序檢測到轉(zhuǎn)速減小，與目標(biāo)值有一個(gè)差值，此時(shí)會(huì)自動(dòng)加大油門，達(dá)到預(yù)期值，這對張力機(jī)牽引工況非常適合，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)熄火； (二)聯(lián)機(jī)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制聯(lián)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值由軟控制面板的油門控制塊給出，傳到控制總站，經(jīng)總線分配給各分站，此時(shí)程序會(huì)自動(dòng)屏蔽下位機(jī)控制，控制過程與單機(jī)相同； (三)單機(jī)工作時(shí)張力控制張力控制由張力電位器、閥控器、電控比例溢流閥、主溢流閥組成，電位器輸出O—IOV模擬量信號，輸入到閥控器，經(jīng)閥控器轉(zhuǎn)換成目標(biāo)值，通過函數(shù)寫進(jìn)控制通道，輸出100—600毫安電流控制比例溢流閥閥芯開度，從而控制張力大小，引入PI調(diào)節(jié)函數(shù)，用張力壓力傳感器測得的壓力值作為PI調(diào)節(jié)的返回值，輸入到PI調(diào)節(jié)函數(shù)，該函數(shù)會(huì)自動(dòng)比較目標(biāo)壓力與實(shí)際壓力的差值，檢測到后會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯開度，直到達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值，控制精度在5%范圍內(nèi)； (四)聯(lián)機(jī)工作時(shí)張力控制 聯(lián)機(jī)工作時(shí)，目標(biāo)值由上位機(jī)張力控制塊給定，通過總線傳到各機(jī)，控制過程與單機(jī)相同，在上位機(jī)控制時(shí)，又分單機(jī)控制和聯(lián)機(jī)控制，在軟操作面板上設(shè)有單、聯(lián)機(jī)開關(guān)，當(dāng)聯(lián)機(jī)轉(zhuǎn)換單機(jī)時(shí)，程序會(huì)將當(dāng)前張力值自動(dòng)傳感各機(jī)，避免“跑線”； (五)傳動(dòng)控制和制動(dòng)控制包含在以上所有控制和以下故障處理中，當(dāng)需要傳動(dòng)時(shí)，PLVC發(fā)出傳動(dòng)信號，通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫x合器上的電子控制器，使之以閉合達(dá)到傳動(dòng)效果；當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，PLVC發(fā)出制動(dòng)信號，通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)街苿?dòng)器上的電子控制器，使之閉合以達(dá)到制動(dòng)效果； 故障處理包括 (一)上位機(jī)非正常停機(jī)、總線斷線程序自動(dòng)檢測到是否斷線或非正常停機(jī)，當(dāng)發(fā)生時(shí)，程序會(huì)立即作出反應(yīng)，首先將張力在3秒時(shí)間加到最大，制動(dòng)器在5秒后制動(dòng)剎車，發(fā)動(dòng)機(jī)在5秒后關(guān)機(jī)，此時(shí)工況相當(dāng)于上位機(jī)和下位機(jī)都沒有操作，程序自動(dòng)運(yùn)行，這樣會(huì)避免因急剎車造成對制動(dòng)器的沖擊；下位機(jī)非正常停機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)立即熄火，制動(dòng)器會(huì)立即剎車，牽引機(jī)側(cè)會(huì)因張力增大而達(dá)到設(shè)定值停止?fàn)抗璉 ； (二)張力閥損壞或掉線處理 編程軟件有檢測比例溢流閥掉線的專用函數(shù)，當(dāng)有一路張力閥有故障時(shí)，程序會(huì)制動(dòng)切換另一路控制，避免了緊急制動(dòng)對制動(dòng)器的沖擊，若兩路都出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)及時(shí)剎車； (三)張力閥閥芯卡住處理 編程軟件有檢測比例溢流閥閥芯卡住的專用函數(shù)，當(dāng)有一路張力閥有故障時(shí)，程序會(huì)制動(dòng)切換另一路控制，程序會(huì)及時(shí)報(bào)警； (四)張力傳感 器故障 通過程序進(jìn)行邏輯判斷張力傳感器是否故障，若一路出現(xiàn)故障，會(huì)切換另一路作為反饋信號，并報(bào)警，這時(shí)可正常停機(jī)并處理故障；(五)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障 程序會(huì)通過邏輯判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器是否發(fā)生故障，當(dāng)發(fā)生時(shí)，程序會(huì)報(bào)警，程序會(huì)同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速固定在當(dāng)前轉(zhuǎn)速下，這時(shí)手動(dòng)關(guān)機(jī)處理。
全文摘要
一種張力機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同控制系統(tǒng)，包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、主控PLC、張力機(jī)控制柜、一套傳感器和一套電子控制器、視頻監(jiān)視器、無線數(shù)據(jù)接收器，通過上述設(shè)備的相互連接作用實(shí)現(xiàn)了張力機(jī)自動(dòng)控制，解決張力機(jī)同步展放的問題，改善操作人員工作環(huán)境，為送變電施工向信息化、數(shù)字化過渡提供了基礎(chǔ)，提高送變電施工技術(shù)精確度，為今后送變電施工設(shè)備的研制開辟了新的方向，為施工設(shè)備的進(jìn)一步提高打開了想象的空間。
文檔編號G05B19/418GK103064362SQ20121052211
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者申曉平, 徐守崎, 侯建明, 葛大軍, 韓瑛, 孟昭清, 黎正文, 易明陽, 李曉宇, 譚志明, 李彬 申請人:吉林省送變電工程公司, 國家電網(wǎng)公司