西门子S imotion控制器多轴冗余技术在港口机械上的应用.docx

西门子Simotion控制器

多轴冗余技术在港口机械上的应用

丁立基顾晓骏张建阅周颖达

上海振华重工集团电气公司上海201300

摘要：为了提高港口机械机设备的可靠性，驱动器冗余功能被世界各地码头所青睐。从硬件组成和软件配置2方面讲述了通过Simotion软件轴来实现驱动器多切换多冗余功能的具体方式。

关键词：冗余；软件轴(TO);驱动对象(DO);驱动器；切换；SMC30

中图分类号：TP273;U653.921文献标识码：A文章编号：1001-0785(2014)02-0040-03

Abstract:Toimprovereliabilityoftheportmachinery,redundancyfunctionofthedrivegainsgreatpopularityinwharfsallovertheworld.Thepaperdescribesthespecificmethodforrealizingmulti-switchingmulti-redundancyfunc-tionthroughSimotionsoftwareaxisintheaspectsofhardwarecompositionandsoftwareconfiguration.

Keywords:redundancy;softwareaxis(TO);drivingobject(DO);drive;switching;SMC30

港口机械行业中在不影响工作效率的前提下，为了节约起重机设备的硬件成本，岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)通常采用起升/大车切换，小车/俯仰切换的主驱动方式。此驱动方式的缺陷在于，当系统中有一个驱动器瘫痪的情况下，某个机构只能以较低效率工作甚至停机。而驱动器的冗余功能则弥补了这一问题，大大提高了港机设备运行的可靠性，并保证了设备的装卸效率。随着全新西门子驱动系列的诞生，驱动器冗余功能也被越来越多的国内外用户所青睐。本文针对现有威廉港项目的实施情况做简明的阐述和说明。

1威廉港桥式起重机的特殊要求

在威廉港桥式起重机(以下简称桥机)的应用中，不仅要求起升1、起升2能够实现单机构的高速运行，小车、俯仰、大车1、大车2还必须实现多机构的切换和相互冗余功能。由于新系统采用Simotion软件轴来实现矢量控制，即对一个机构而言，共存在软件轴(TO)与驱动对象(DO)2

个控制对象。于是，威廉港桥机驱动系统的复杂性就大大增加了。相比以往系统软件中只有起升、小车、俯仰、大车4个软件对象，本项目中则存在起升1、起升2、小车、小车(备用)、俯仰、俯仰(备用)、大车1、大车1(备用)、大车2、

大车2(备用)共10个软件轴(TO)。与此同时，还要通过软件轴实现对起升1,起升2,T/B/G1/G2,G1/T,G2/B共5个硬件驱动对象(DO)的控制，其复杂性和技术难度高。

2驱动系统的硬件设计

如图1驱动单线图所示，系统中采用3个进线整流柜设计。由于主起升机构在单电机方式下依然允许高速运行，故主起升机构采用4个驱动器，并分成2组并行驱动起升电机；小车、俯仰机构采用单驱动器切换驱动；大车机构22个电机分成2组由大车1、大车2的两个驱动器分别驱动。

由于此前提到小车、俯仰、大车1、大车2具有相互冗余功能，即小车驱动器必须作为任意一个大车驱动器的冗余驱动器，同时大车1、大车2驱动器也能作为小车驱动器的冗余驱动器并分别驱动小车和俯仰。因此，对于小车驱动器，从电机主接触器的硬件设计上，需要实现小车、俯仰、大车1和大车2的4机构切换；对大车的2个驱动器来说，则需分别实现大车1和小车、大车2和俯仰的2机构切换功能。

3多轴切换的软件实现

针对上述情况的特殊工况，在驱动编程软件

—40—《起重运输机械》2014(2)

Vollage(Vac):490Vollage(Vac):490

图1驱动单线图

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