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闽攀
（武桥重工股份有限公司自动化公司,湖北武汉430052）
【摘 要】在施工过程中对设备的可靠性提出更高要求.尤其是提运架设备直接影响施工的进度与安全.为了更好服务于高速铁路施工,2006年武桥重工股份有限公司开始进行MBEC900运梁车研发工作.研发具有自主知识产权的独立驱动运梁车控制系统尤为重要,控制系统不仅要完成基本的动作还要对运梁车进行实时保护及监控,达到安全可靠、高效作业目的.参与控制系统开发,并一直从事该产品制造调试及技术服务工作.主要简析运梁车控制系统.
【关键词】独立驱动运梁车控制系统；工控机；总线通讯；控制器
MBEC900运梁车是由武桥重工股份有限公司自主研制并成功投入使用的运梁设备.运梁车净重281t.总长38.lm.总宽度6.837m.满载爬坡能力5%.轴数16轴.每轴轮胎数4个.其最大运输能力900t.空载运行速度lOkm/h.满载运行速度Skm/h.最大行走转向角土30.转向方式5种（全轮转向、斜行、前轴固定转向、后轴固定转向、驻车转向）.可以自动转向（在走行路线上有一条参考标志线）.走行方式5种（空载平、空载坡、满载平、满载坡、慢行）.动力采用两台(2x412kw等于824kw)康明斯柴油机.控制系统电压24V,发动机数量2个(28.5V～100A).2组电池(24V145A).运梁车安装有2个司机室,方便施工操作.
一、电源及照明系统
电源介绍
运梁车发动机房安装两台康明斯柴油机.两台发动机除了为整车液压系统提供动力,以完成转向、走行等动作外,还各带有一台输出电压28v、电流为100A的直流发电机.柴油机运转过程中,发电机发电,不断给2组24V电池充电,以保证电量充足.还分别提供照明系统与控制系统电源,满足了整个系统的正常工作.柴油机停止工作时,由2组电池临时供电.
二、控制系统机构
运梁车控制系统采用运梁车控制系统采用“上位机（工控机）
总线通讯(CANbus)
下位机（控制器）”的多级计算机结构.工控机采集操作指令,对整个系统的信号进行集中处理.在主液压站及34个轮组等设备组件处设置的35套控制器作为现场控制单元,现场控制单元通过CANbus总线与上位机进行数据通讯,接受主控计算机的控制指令,控制现场执行机构（如电磁阀）完成相应动作.现场控制器同时采集现场数据,通过CANbus总线传回主控计算机,由工控机完成对设备状态的监控,并在检测到危险状态时自动实施对设备的安全保护.
三、驾驶室控制
在1号驾驶室与2号驾驶室分别装有两台工控机（工业控制计算机）,两台工控机通过中间继电器进行互锁,一个驾驶室操作时另一个驾驶室操作无效.工控机主要采集开关量操作信号、模拟操作信号.输出信号指示.开关量输入操作信号主要有防疲劳应答按钮、准备动作开关、转向复位开关、手动／自动切换开关、5种转向模式选择开关、左转向选择限位、右转向选择限位、5种走行模式选择开关、走行方向选择开关、2个选键按钮、4个悬挂升降、支项与悬挂选择开关、拖拉小车开关共31个开关输入量.模拟输入操作信号有走行信号与转向信号,2个模拟量信号.输出信号指示有故障报警、主机辅机指示、准备动作指示共4个输出信号.工控机采集卡PM516拥有16个论文范文L开关量输入、16个论文范文L开关量输出、16个模拟输入.由于开关输入量信号共有31个,无法直接采集,开关输入量信号通过一个外部自制接口卡连接到采集,在通过采集卡采集到工控机.2个模拟量信号通过采集卡直接采集到工控机.4个输出信号经过采集卡到自制接口卡输出信号.采集信号经工控机处理后通过CANbus总线直接传输到控制器.
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四、现场控制
运梁车共有35个BML/C8051型CAN总线控制器.分别安装在34个轮组及发动机房.BML/C8051型CAN总线控制器是由武桥重工股份有限公司自动化公司自主研发,具有自主知识产权并申请专利(实用新型专利号200720088198)的产品.BML/C8051型CAN总线控制器拥有22个开关量输入口、7个模拟量输入口、2个脉冲速度检测口、6个PWM(脉宽调制)输出口、6个开关量输出口、1个CANbus总线接口.35个BML/C8051型CAN总线控制器及位于车体首尾驾驶室内的两台工业控制计算机组成,共37个节点.各节点之间以屏蔽双绞通讯电缆相连,组成一个总长度近100米的环形网络.工控机通过CANbus总线将指令代码传输到控制器,控制器接收到工控机指令后执行相应的动作,并将执行情况通过CANbus总线反馈给工控机.
（一）转向操作式（全轮转向、后轴固定转向、前轴固定转向、斜行、驻车转向）,转向最大角度为土300.为保证转向精度,转向控制编码器采用13位（单圈分辨率为2”等于8192,约每度23字）绝对值编码器.正方向（零位）时编码器定为4000字.控制器收到右转向指令时,输出相应轮组转向控制信号,编码器输出值增加（~-300对应为4683字）.左转向时则编码器输出值减少(-300对应为3317字).工控机通过CANbus总线向每个控制器发出不同的转向模式、转向方向及转向角度指令.控制器根据各自的控制指令输出PWM信号到驱动器,驱动器直接驱动相应的轮组的比例电磁阀,比例电磁阀由慢到快再由快到慢动作,完成转向动作.完成动作后,控制器将转向编码器的实际值反馈给工控机,工控机把反馈值转换为角度显示在监视屏上,方便驾驶人员随时监控动作情况.
(二)走行操作
MBEC900运梁车司机室设有走行模式选择开关,走行方向操作开关,准备动作开关及走行脚踏板.司机通过开关确定需要的走行模式,确定走行方向,打开准备动作及走行.
走行模式共有5种（空载平、空载坡、满载坡、满载平、慢行）.空载为最快运行速度lOkm/h,满载运行速度Skm/h,慢行为最慢运行速度3km/h.空载在空车返回使用,满载在运梁时使用,慢行是进架桥机时是使用.工控机通过CANbus总线向主动轮控制器发出走行模式指令后,控制器输出PWM信号到驱动器,驱动器直接驱动主动轮调速比例电磁阀,比例电磁阀控制液压走行马达的液压排量进行调速,得到5种走行模式.
同时机房控制器接收到走行方向及打开准备动作指令,输出PWM信号到驱动器,驱动器直接驱动准备动作电磁阀,打开液压控制回路.司机慢慢踩下脚踏板,工控机送出O～255的操作信号,车体上控制器输出信号到驱动器打开4个制动器,同时机房控制器输出PWM信号到驱动器,驱动4台液压泵上4个前行比例电磁阀或者4个后行比例电磁阀.比例电磁阀根据脚踏板踩下的程度慢慢的打开,运梁车由慢到快走行.在运梁车的头尾,司机室内及中部设有6个紧急停车按钮,在出现紧急情况时按下紧急停车按钮,断开机房驱动器电源,运梁车立即停止走行,断开制动器.
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