1 引言

在國(guó)家關(guān)停高耗能小電廠以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展需要更多電能供應(yīng)的背景下，國(guó)電集團(tuán)泰州發(fā)電有限公司新建了泰州電廠，電廠的一期工程總裝機(jī)容量達(dá)200萬(wàn)千瓦，日耗煤量上萬(wàn)噸，為了高效并可靠的保證發(fā)電所需的煤量供應(yīng)，此次電廠碼頭項(xiàng)目共新建兩臺(tái)抓斗式卸船機(jī)，均采用西門子控制系統(tǒng)，每臺(tái)卸船機(jī)設(shè)計(jì)輸煤能力達(dá)1500t/小時(shí)。本次項(xiàng)目的用戶中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司主要從事電源的開(kāi)發(fā)、投資、建設(shè)、經(jīng)營(yíng)和管理，組織電力（熱力）生產(chǎn)和銷售；從事煤炭、發(fā)電設(shè)施、新能源、交通、高新技術(shù)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、技術(shù)服務(wù)、信息咨詢等電力業(yè)務(wù)相關(guān)的投資、建設(shè)、經(jīng)營(yíng)和管理。集團(tuán)公司可控裝機(jī)容量為4445萬(wàn)千瓦，其中，火電裝機(jī)容量3978萬(wàn)千瓦，占89.49％，水電裝機(jī)容量405萬(wàn)千瓦，占9.12％，風(fēng)電裝機(jī)容量61.8萬(wàn)千瓦，占1.39％。

抓斗式卸船機(jī)主要有兩種工作模式：抓料模式和推耙機(jī)模式。抓料模式又分手動(dòng)﹑半自動(dòng)﹑自動(dòng)三種模式，抓料模式下小車可以在海側(cè)限位與料斗停止位之間運(yùn)行，通過(guò)配合開(kāi)閉﹑起升等機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，將物料從船艙抓運(yùn)到料斗，然后物料通過(guò)給料機(jī)從料斗輸送到傳輸皮帶上；推耙機(jī)模式下抓斗必須處于閉斗狀態(tài)，小車可以運(yùn)行到陸側(cè)限位，然后吊裝推耙機(jī)到船艙完成清艙任務(wù)。卸料及吊裝推耙機(jī)的操作都可以在司機(jī)室實(shí)現(xiàn)且卸料過(guò)程可以由單個(gè)司機(jī)完成，卸船機(jī)整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。 

圖1 卸船機(jī)整體結(jié)構(gòu)

整個(gè)卸船機(jī)系統(tǒng)所用的西門子產(chǎn)品主要包括控制和驅(qū)動(dòng)兩個(gè)部分，驅(qū)動(dòng)部分包括：整流回饋單元rru，用于驅(qū)動(dòng)起升俯仰等主要機(jī)構(gòu)電機(jī)的6se70逆變器，用于司機(jī)室電機(jī)驅(qū)動(dòng)的mm440?？刂撇糠职ǎ褐骺刂破鱟pu416-2dp﹑以太網(wǎng)通訊模塊cp443-1﹑fm-450高數(shù)計(jì)數(shù)模塊等，系統(tǒng)采用基于profibus dp的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)上共掛了11個(gè)et200m從站，共包含960/256個(gè)di/do，8個(gè)ai，使用的主要產(chǎn)品型號(hào)和數(shù)量見(jiàn)表1。

表1 核心器件配置表

2 控制系統(tǒng)構(gòu)成

卸船機(jī)的核心是驅(qū)動(dòng)部分，整個(gè)系統(tǒng)也是圍繞其進(jìn)行設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)部分主要依據(jù)各機(jī)構(gòu)在帶動(dòng)負(fù)載在額定抓料能力（包括各機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)筒的折算速度，物料的額定抓取重量）運(yùn)行時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩及電流的大小來(lái)進(jìn)行選型。為了滿足系統(tǒng)的節(jié)能要求，本系統(tǒng)中采用了兩臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)能量回饋的整流回饋單元rru配置成12脈動(dòng)主從方式給直流母排提供能量，rru回路通過(guò)由電動(dòng)機(jī)彈簧儲(chǔ)能的3wl負(fù)荷開(kāi)關(guān)連接到470v低壓配電回路上；起升﹑開(kāi)閉﹑大車﹑小車和俯仰交流電機(jī)由西門子6se70系列逆變器采用無(wú)級(jí)變頻調(diào)速，所有逆變器均由公共直流母排供電。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

為了滿足客戶線路維護(hù)方便﹑高通訊速度及高可靠性的要求，系統(tǒng)采用了基于profibus dp網(wǎng)絡(luò)的plc分布式控制方式。卸船機(jī)的中央控制器采用的是西門子s7-400 系列plc cpu 416-2dp，通過(guò)profibus dp網(wǎng)絡(luò)與分布式站點(diǎn)et-200m實(shí)現(xiàn)通訊，dp網(wǎng)絡(luò)的總線的波特率設(shè)置為1.5 mb/s。電氣房的所有et-200m站通過(guò)profibus連接到cpu,司機(jī)室的et-200m站通過(guò)光電模塊(olm)以及光纜連接到電氣房olm再連到cpu。交流驅(qū)動(dòng)6se70及mm440通過(guò)profibus通訊板cbp2由profibus通訊電纜連接到plc，plc除了通過(guò)數(shù)據(jù)總線向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳輸計(jì)算好的速度給定值﹑控制字，還要接收各機(jī)構(gòu)的狀態(tài)字。系統(tǒng)硬件配置如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)硬件配置圖

為了實(shí)時(shí)直觀的了解系統(tǒng)的狀態(tài)，卸船機(jī)配置了上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，電氣室及司機(jī)室均配有監(jiān)控設(shè)備，plc通過(guò)cp443-1以太網(wǎng)模塊與它們通訊，電氣室采用pc677做上位機(jī)，司機(jī)室用觸摸屏mp370，監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的wincc及wincc flexible組態(tài)軟件，除了可以方便的組態(tài)變量與plc通訊用來(lái)監(jiān)控卸船機(jī)狀態(tài)﹑反映詳細(xì)的故障信息之外,還可以將重要的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，作為以后系統(tǒng)優(yōu)化的依據(jù)，圖4為上位機(jī)監(jiān)控主界面。

圖4 上位機(jī)監(jiān)控界面

3 方案確定

（1）方案一

采用afe裝置來(lái)為直流母排提供能量；用絕對(duì)值編碼器來(lái)做小車，起升機(jī)構(gòu)和開(kāi)閉機(jī)構(gòu)的速度及位置的反饋。

（2）方案二

用rru整流回饋單元加過(guò)電流保護(hù)裝置ocp來(lái)為直流母排提供能量；用普通的增量式編碼器做小車，起升機(jī)構(gòu)和開(kāi)閉機(jī)構(gòu)的速度反饋，用fm450高數(shù)計(jì)數(shù)模塊通過(guò)累計(jì)編碼器的脈沖數(shù)并結(jié)合機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向來(lái)計(jì)算小車，起升和開(kāi)閉的位置。

方案二與方案一比較，rru對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性要求高，相對(duì)afe裝置回饋時(shí)對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾大；利用fm450計(jì)數(shù)模塊來(lái)記錄位置時(shí),在系統(tǒng)斷電以后需要設(shè)置確定各機(jī)構(gòu)的參考零位置。但是由于rru配備了過(guò)電流保護(hù)裝置ocp，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性有所降低，能夠有效避免回饋過(guò)程中由于電網(wǎng)掉電而燒毀快熔；而采用fm450也可以避免絕對(duì)值編碼器易損壞的缺點(diǎn)，此外方案二中系統(tǒng)硬件的價(jià)格也較方案一有較大的優(yōu)勢(shì)，所以在滿足系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上最后采用了方案二。

4 控制系統(tǒng)完成的功能

卸船機(jī)完成的主要功能是抓卸貨物，其整體的性能指標(biāo)是能夠在半自動(dòng)、自動(dòng)及手動(dòng)三種工作方式下完成抓煤能力1500噸/小時(shí)，并且在半自動(dòng)和自動(dòng)控制模式下循環(huán)周期≤50秒。此外對(duì)于起升﹑開(kāi)閉﹑小車﹑俯仰等主要結(jié)構(gòu)也有具體的功能及指標(biāo)要求，現(xiàn)分述如下：

4.1 起升及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)

抓斗起升和開(kāi)閉機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)是一樣的，各由一個(gè)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，交流電機(jī)由數(shù)字式逆變器6se70驅(qū)動(dòng)。起升及開(kāi)閉的速度檢測(cè)通過(guò)安裝在電機(jī)非輸出軸的脈沖編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)，脈沖編碼器測(cè)量的速度值通過(guò)dti板連接到simovert作為速度閉環(huán)控制的速度反饋；起升開(kāi)閉的位置測(cè)量也通過(guò)此脈沖編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)，編碼器信號(hào)通過(guò)dti板連接到高速計(jì)數(shù)模塊fm450進(jìn)行處理。其運(yùn)行指標(biāo)見(jiàn)表2。

動(dòng)作要求：當(dāng)抓斗沒(méi)有張開(kāi)或閉合動(dòng)作時(shí)，抓斗上升或下降的過(guò)程中起升和開(kāi)閉以同樣的速度上升或下降（參見(jiàn)后面技術(shù)難點(diǎn)之電流平衡）。在抓斗上升過(guò)程中開(kāi)斗時(shí)起升運(yùn)行在100％的弱磁速度而開(kāi)閉運(yùn)行在額定速度，在抓斗下降過(guò)程中開(kāi)斗時(shí)開(kāi)閉運(yùn)行在100％的弱磁速度而起升運(yùn)行在額定速度。在抓料閉斗過(guò)程中，使起升運(yùn)行在不同于開(kāi)閉的速度，實(shí)現(xiàn)起升鋼絲繩的松繩功能，松繩實(shí)現(xiàn)參見(jiàn)后面技術(shù)難點(diǎn)之松繩補(bǔ)償。

停車：在正常停車過(guò)程中，電機(jī)首先是電氣減速，當(dāng)速度降到大約最大速度的3％時(shí)plc關(guān)斷剎車的接觸器進(jìn)行剎車將電機(jī)停止。電機(jī)剎車之后simovert經(jīng)過(guò)1.5秒的延時(shí)再停止工作。在起升開(kāi)閉電機(jī)的非輸出端各裝有一個(gè)離心式超速開(kāi)關(guān)，用于起升開(kāi)閉的超速保護(hù)，當(dāng)起升或開(kāi)閉檢測(cè)到超速時(shí)起升和開(kāi)閉都會(huì)急停，plc關(guān)閉剎車硬件回路自鎖，負(fù)荷開(kāi)關(guān)跳閘，必須復(fù)位后才能恢復(fù)正常。當(dāng)起升或開(kāi)閉的上下凸輪停止限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，二者也都會(huì)停車。

開(kāi)閉與起升均有三種操作模式：點(diǎn)動(dòng)﹑手動(dòng)﹑自動(dòng)。手動(dòng)，自動(dòng)模式可以從司機(jī)室右操作臺(tái)的操作手柄進(jìn)行操作，可以往前后左右推動(dòng)操作手柄來(lái)生成起升或者開(kāi)閉的速度限制值和速度方向并通過(guò)et200m傳輸至plc（手柄功能如圖5），在抓斗運(yùn)行過(guò)程中起升，開(kāi)閉的速度由plc內(nèi)部的pid位置控制器根據(jù)初始位置和目的位置來(lái)計(jì)算，其值在經(jīng)操作手柄產(chǎn)生的速度限制后送入驅(qū)動(dòng)裝置。點(diǎn)動(dòng)從機(jī)房就地操作面板操作，就地操作時(shí)首先從就地操作站起動(dòng)卸船機(jī)，將選擇開(kāi)關(guān)本地，就能操作起升或開(kāi)閉，在一模式下運(yùn)行速度為最大速度的10％，由plc將速度值送往驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)抓斗調(diào)整鋼絲繩或更換鋼絲繩可以使用就地操作方便實(shí)現(xiàn)，當(dāng)選擇點(diǎn)動(dòng)操作時(shí)所有的手動(dòng)和自動(dòng)操作被封鎖。

圖5 手柄功能

4.2 小車驅(qū)動(dòng)

小車由一臺(tái)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)由6se70逆變器驅(qū)動(dòng)。小車的速度及位置檢測(cè)方法同起升機(jī)構(gòu)一致，不在贅述，其運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

動(dòng)作要求：小車將抓斗在料斗和船艙之間移動(dòng)。小車的移動(dòng)區(qū)間由軟件限位開(kāi)關(guān)和硬件限位開(kāi)關(guān)來(lái)限制。在小車軌道的前后兩端各有一減速檢查限位開(kāi)關(guān)來(lái)檢查小車是否減速，在減速限位開(kāi)關(guān)位置plc檢查小車測(cè)量位置值和實(shí)際位置值的差值，如果差值超出允許范圍，無(wú)論位置控制器輸出值有多大，小車的速度值都將到10％的最大速度。在整個(gè)小車行程中，小車的速度由plc的位置控制器來(lái)控制，同時(shí)小車的速度也會(huì)受到小車操作手柄的速度給定的限幅。由于小車的運(yùn)行會(huì)引起料斗的搖擺，需要進(jìn)行防搖處理，參見(jiàn)后面的技術(shù)難點(diǎn)之防搖。

表3 小車技術(shù)數(shù)據(jù)

4.3 大梁俯仰

俯仰和小車機(jī)構(gòu)共用一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)，由另一臺(tái)單獨(dú)的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)脈沖編碼器將脈沖信號(hào)直接連在小車/俯仰逆變器上附加編碼器板sbp上作為速度閉環(huán)控制的速度反饋。在運(yùn)行俯仰機(jī)構(gòu)前系統(tǒng)自動(dòng)需要確認(rèn)小車是否處于停車位確認(rèn)之后可以在機(jī)房俯仰操作臺(tái)進(jìn)行操作，有手動(dòng)/自動(dòng)兩種模式選擇，手動(dòng)操作以固定的速度上下運(yùn)行，自動(dòng)操作模式下，plc控制俯仰的升降和掛鉤等整個(gè)循環(huán)流程。在自動(dòng)模式下，可以達(dá)到運(yùn)行周期≤6分鐘。

西門子每臺(tái)6se70裝置能夠設(shè)置4套電機(jī)參數(shù)組，可以分時(shí)驅(qū)動(dòng)4臺(tái)電機(jī)，在這次項(xiàng)目中為了使俯仰機(jī)構(gòu)和小車共用一個(gè)逆變裝置，我們?cè)O(shè)置了兩套電機(jī)參數(shù)組和功能參數(shù)組來(lái)分別對(duì)應(yīng)小車和俯仰，小車為mds1﹑fds1，俯仰為mds2﹑fds2。在需要運(yùn)行其中一個(gè)機(jī)構(gòu)時(shí)，由plc給出控制字來(lái)切換逆變器的參數(shù)組。為了避免在機(jī)構(gòu)運(yùn)行中由于人的誤操作（搬動(dòng)切換開(kāi)關(guān)）而將數(shù)據(jù)組切換過(guò)來(lái)，特將切換信號(hào)與運(yùn)行信號(hào)（b105）經(jīng)與運(yùn)算送入rs觸發(fā)器，用觸發(fā)器輸出來(lái)切換參數(shù)組。實(shí)際的參數(shù)設(shè)置功能圖如圖6，其中b3300，b3302是plc經(jīng)dp網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到開(kāi)閉機(jī)構(gòu)的切換參數(shù)組命令，從功能圖分析可知，切換只有在停機(jī)狀態(tài)下才有效，避免了誤操作。

圖6 俯仰功能圖

5 卸船機(jī)的主要工藝及技術(shù)難點(diǎn)

(1)松繩補(bǔ)償（設(shè)置抓斗下沉量）

當(dāng)抓斗在煤堆上閉斗取料時(shí)，起升鋼絲繩要適當(dāng)?shù)乃沙?，以選擇抓取量的多少，系統(tǒng)特設(shè)置了自動(dòng)松繩功能，由plc和驅(qū)動(dòng)配合實(shí)現(xiàn)，plc根據(jù)所需下沉量計(jì)算張力，將值傳入驅(qū)動(dòng)器作為張力給定，當(dāng)張力小于抓斗自重時(shí)抓斗便會(huì)自動(dòng)下沉。抓斗閉斗過(guò)程中起升鋼絲繩的松繩張力可以設(shè)置成下面幾個(gè)不同的值，由此來(lái)控制抓斗下沉量。如果起升鋼絲繩上松繩太多，有可能會(huì)導(dǎo)致閉斗時(shí)抓斗在物料中挖入太深的危險(xiǎn)（這取決于物料的品種），需要的下沉量需要根據(jù)物料來(lái)選擇。

抓斗淺挖——起升鋼絲繩張力大幾乎不松繩。

抓斗中挖——起升鋼絲繩張力中松繩中等。

抓斗深挖——起升鋼絲繩張力小松繩多。

為了實(shí)現(xiàn)松繩工藝，用自由功能塊工藝控制器（參見(jiàn)矢量大全圖792）搭建pid運(yùn)算模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩輸出跟隨張力給定，以plc運(yùn)算出的張力大小為給定，以速度控制器輸出（k153）為反饋，pid運(yùn)算結(jié)果經(jīng)限幅及濾波之后輸出到附加給定2(p438)，在抓斗完全閉合之后，plc將停止松繩控制，這樣起升鋼絲繩自動(dòng)繃緊，實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖7所示，這個(gè)自動(dòng)松繩的功能可以通過(guò)按住小車/大車主令操作手柄上方的“停止松繩補(bǔ)償”按鈕來(lái)停止抓斗的起升鋼絲繩會(huì)繃緊，抓斗將不會(huì)進(jìn)一步下沉。

圖7 松繩控制

主要的參數(shù)設(shè)置：

u130.2=k3005 由plc送入驅(qū)動(dòng)器的張力設(shè)定值,經(jīng)pzd方式通過(guò)dp網(wǎng)絡(luò)接收。

u129.0=30 張力的限幅值

*u352=k0468 限幅后的張力值作為pid控制器的設(shè)定值

 *u355=k0153 pid控制器的反饋值

*u350=b3400 由plc傳輸給起升的松繩開(kāi)始信號(hào)，用作使能pid控制器

p0438=k0501 pid輸出經(jīng)限幅功能塊輸出后送入附加給定2

*號(hào)表示參數(shù)所在圖紙為792，參見(jiàn)矢量大全，圖中涉及的pi參數(shù)，濾波時(shí)間等，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

以上涉及到的自由功能塊時(shí)間片均設(shè)為t4。

（2）抓斗特殊操作

在開(kāi)閉斗的過(guò)程中，為了消除機(jī)械和電氣的沖擊，需要實(shí)現(xiàn)抓斗的自動(dòng)開(kāi)閉控制，在本項(xiàng)目中抓斗的自動(dòng)開(kāi)閉由plc的位置控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)司機(jī)室右操作臺(tái)的選擇開(kāi)關(guān)“抓斗調(diào)整模式”和開(kāi)關(guān)“抓斗開(kāi)”“抓斗閉”來(lái)獲得抓斗開(kāi)閉的值即開(kāi)閉和起升的位置差x1,x2，當(dāng)有開(kāi)閉斗命令時(shí)，就會(huì)以目標(biāo)位置x1或x2為控制量，以當(dāng)前位置差為反饋量送入pid位置控制器，pid控制器輸出開(kāi)閉運(yùn)行的速度值，然后將此速度值通過(guò)dp網(wǎng)絡(luò)傳入開(kāi)閉驅(qū)動(dòng)器，將收到的pzd值作為速度源連到（p443），以此實(shí)現(xiàn)抓斗的自動(dòng)開(kāi)閉。

（3）起升，開(kāi)閉機(jī)構(gòu)速度與電流的平衡

在抓斗上下運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有開(kāi)閉斗動(dòng)作時(shí)，起升和開(kāi)閉機(jī)構(gòu)需要保持速度一致；在抓取物料閉斗之后抓斗上升或下降時(shí)，為了確保在運(yùn)行過(guò)程中抓斗保持閉合，還需要實(shí)現(xiàn)起升﹑開(kāi)閉的電流平衡。當(dāng)抓斗閉合以后再起升抓斗時(shí)將自動(dòng)啟動(dòng)電流平衡功能，有時(shí)候抓斗不可能完全閉合，這時(shí)候司機(jī)可以通過(guò)按住起升/開(kāi)閉主令操作手柄上方的“電流平衡”按鈕來(lái)手動(dòng)起動(dòng)電流平衡功能，同時(shí)用起升和開(kāi)閉機(jī)構(gòu)將抓斗從物料中拖出來(lái)。

統(tǒng)工藝的實(shí)現(xiàn)思想：以起升機(jī)構(gòu)做主，開(kāi)閉機(jī)構(gòu)做從，起升機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)矩預(yù)控制輸出經(jīng)轉(zhuǎn)矩限幅之后的輸出k0165和實(shí)際轉(zhuǎn)速k0148通過(guò)兩臺(tái)逆變器之間的simolink通訊傳送至開(kāi)閉機(jī)構(gòu)，開(kāi)閉機(jī)構(gòu)將收到的k0148作為與起升連動(dòng)時(shí)的速度源，經(jīng)限幅之后送入附加給定2(p0438）來(lái)實(shí)現(xiàn)速度同步；同松繩控制類似，用自由功能塊工藝控制器搭建pid運(yùn)算模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)起升﹑開(kāi)閉電流的平衡，開(kāi)閉機(jī)構(gòu)將收到的k0165乘上比例因子1.22作為pid控制器的給定，將速度控制器輸出（k0153）為反饋，pid的輸出結(jié)果與k0148經(jīng)過(guò)加法器疊加后一起作用到開(kāi)閉的附加給定2（p0438）上。按如上原理所說(shuō)的功能圖搭建可以在起升﹑開(kāi)閉速度同步的基礎(chǔ)上和實(shí)現(xiàn)二者的電流平衡。與速度和電流平衡功能有關(guān)的主要參數(shù)設(shè)定如下：

起升：

740.1=0 作為simolink通訊的分配器 

743.1=2 有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)

745.1=2 有2個(gè)通道的數(shù)據(jù)傳輸

p751.1=k0165 轉(zhuǎn)矩限幅輸出送入通道1低字

p751.4=k0148 速度反饋送入通道2 高字

開(kāi)閉：

p740.1=1 作為simolink通訊的收發(fā)器，地址為1 

p743.1=2 有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)

p749.1=0.0 接收0節(jié)點(diǎn)通道1數(shù)據(jù)

p749.2=0.2 接收0節(jié)點(diǎn)通道2 數(shù)據(jù)

u108.1=k7001 將通道1低字傳入乘法器1通道

u108.2=u006（122%）比例因子送入乘法器2通道（比例因子是為了使開(kāi)閉和起升的出力比為55/45，這樣開(kāi)閉在運(yùn)行中出力較起升大，可以保證抓斗不在運(yùn)行中打開(kāi)）

*u352=k0468 作為pid控制器的設(shè)定值

*u355=k0153 作為pid控制器的反饋值

*u350=b3400 由plc傳輸給開(kāi)閉的電流平衡開(kāi)始信號(hào)，用作使能pid控制器

176=b3401 由plc傳輸給開(kāi)閉的速度跟蹤信號(hào)，

177.1=kk0000 選擇器1通道

u177.2=kk7033 通道1的值（起升傳來(lái)的k0148）送入選擇器2通道

u090.1=k0588 pid控制器的輸出送入加法器通道1

u090.2=kk0526 選擇器輸出送入加法器通道2

u130.2=k0450 加法器輸出送入限幅功能塊

p0438=k0501 限幅功能塊輸出送入附加給定2

*號(hào)表示參數(shù)所在圖紙為792，參見(jiàn)矢量大全

上涉及到的自由功能塊時(shí)間片均設(shè)為t4

（4）防搖

眾所周知，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中由于小車的運(yùn)行會(huì)引起抓斗的搖晃，會(huì)極大的影響整個(gè)卸船機(jī)的效率，如何防止搖晃是所有起重機(jī)均要處理的共同問(wèn)題。好的“防搖”措施將會(huì)大大提高機(jī)械的生產(chǎn)效率。目前采用的主要有幾種方式包括機(jī)械式﹑液壓式﹑電子式以及用司機(jī)“手動(dòng)跟鉤”方式，此次卸船機(jī)項(xiàng)目采用防搖技術(shù)是電子式的，其控制思想主要來(lái)自于鐘擺原理，根據(jù)鐘擺的周期公式：當(dāng)擺長(zhǎng)一定時(shí)，擺動(dòng)周期是一定的，在卸船機(jī)中抓斗和鋼絲繩可以看作是一個(gè)鐘擺，他的擺長(zhǎng)可以通過(guò)起升的位置反饋求得，,那么可以計(jì)算出抓斗在一定繩長(zhǎng)時(shí)的擺動(dòng)周期，將此周期經(jīng)過(guò)加權(quán)運(yùn)算之后經(jīng)過(guò)profibus網(wǎng)絡(luò)送入起升逆變器中作為控制參數(shù)，可以有效實(shí)現(xiàn)防搖的目的。由于防搖的控制與抓斗初始的搖擺狀態(tài)有關(guān)，如果自動(dòng)開(kāi)始時(shí)如果抓斗有搖擺，那么在自動(dòng)循環(huán)過(guò)程中將更加嚴(yán)重，所以司機(jī)在開(kāi)始自動(dòng)循環(huán)之前必須通過(guò)手動(dòng)方式使抓斗幾乎沒(méi)有搖擺。

圖8 俯仰抬起動(dòng)作

項(xiàng)目運(yùn)行

泰州電廠一號(hào)卸船機(jī)已于2007年8月1日起投入使用，運(yùn)行情況良好，至今已圓滿的完成了累積近10萬(wàn)噸煤的卸煤任務(wù)。該卸船機(jī)項(xiàng)目，不僅時(shí)間短，技術(shù)難度大，而且也是整個(gè)電廠運(yùn)行的起點(diǎn)，能否成功，直接影響泰州電廠發(fā)電目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)多方努力，我們最終按期完成了調(diào)試任務(wù)，同時(shí)穩(wěn)定的運(yùn)行效果也得到了用戶的肯定和好評(píng)。

6 應(yīng)用體會(huì)

通過(guò)參加卸船機(jī)項(xiàng)目使我對(duì)6se70系列變頻裝置有了進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)，其穩(wěn)定性和可靠性在項(xiàng)目中得到了很好的體現(xiàn)。對(duì)profibus總線的分布式控制系統(tǒng)可以極大的減少現(xiàn)場(chǎng)布線工作量和維護(hù)工作量也有了更直觀的體會(huì)。