津巴布韦卡里巴南岸水电站厂房内需规划制作两台250t/50t/10t单小车桥式起重机（以下简称桥机），首要用于厂房内水轮发电机定转子及其它设备的设备和检修，水轮发电机组起吊最重部件为转子带起吊轴。转子装置（含起吊轴）分量约403.5t，需两台桥机进行同步抬吊（见下图1）。抬吊时，两桥机起升及大小车均需坚持同步，所以，体系操控比较复杂。为此，通过开发桥机PROFIBUS-DP总线操控体系，可大大简化整个电气体系的线路，然后确保其操控的精度及体系运转的安稳性。
图1250t/50t/10t桥式起重机抬吊三维图
一、电气体系的规划
桥机的电气体系选用了现在国际上先进的“HMI+PLC+变频器”三级操控方法，其间HMI（人机界面）首要便于司机及修理人员把握整机运转状况，快速查询设备毛病，使整机具有杰出的人机对话界面和高品质的信息处理功用。而PLC作为桥机的整个操控体系的中心，通过PLC来收集各种信号，运用PLC内部的虚拟触点来完成整机各组织的时序逻辑操控，可大大削减电气体系的硬件毛病，提高了体系操控的可靠性。而变频器完成了一切传动组织启制动的平稳性，削减钢结构的冲击。整个电气体系（见下图2所示）分为：供电体系、起升体系、小车体系、大车体系、通讯及照明体系等几个部分。其间起升和大小车体系别离选用了安川变频器H1000和A1000，并通过PROFIBUS-DP现场总线与西门子PLC完成数据通讯。
图2桥机电气体系图
1.1 供电体系
桥机供电选用安全滑触线供电，电源为三相四线制沟通380V，50Hz。操控电源由操控变压器T2供给AC220V的电源。小车馈电设备选用电缆滑车。总电源设有主阻隔刀开关QS100，能堵截桥机的一切电源，为安全检修供给了一个显着的断开点，并设有断路器QF100作短路维护，一般情况下QF100不动作，由主接触器KM10来开合动力回路。QF100中附有分励脱扣线圈，由司机室联动台上、电源操控柜上及遥控设备上的急停按钮来操控，只要在总接触器因某种原因无法正常堵截电源回路的紧迫情况下，才偶尔运用一下分励脱扣设备。
1.2 起升组织
起升组织由主起升和副起升两套组织组成，别离由一台YZPFM315M2-8C，55kW和YZPFM315S2-8C，30kW变频电机驱动，并别离选用具有矢量操控技能的安川H1000变频器CIMR-HB4A0260和CIMR-HB4A0150调速，闭环操控。
主起升速度：
80t＜Q≤250t时0.1～1.0m/min
Q≤80t时0.1～3.5m/min
副起升速度：
15t＜Q≤50t时0.3～3.0m/min
Q≤15t时0.3～10m/min
主副起升均选用主令操控器操控，有挡位无级调速方法，每种工况上下各五挡，各挡对应的速度均可在PLC内恣意设定。
1.3小车运转组织
小车运转组织由两台YZPFE132M-4，7.5kW变频电机驱动，选用具有矢量操控技能的安川A1000变频器CIMR-AB4A0072传动，闭环操控。
运转速度：0.3～20m/min，选用主令操控器操控，有挡位无级调速，速度分为前后各五挡，各挡对应的速度均可在PLC内恣意设定。
1.4大车运转组织
大车运转组织由四台YZPFE132M-4，7.5kW变频电机驱动，选用具有矢量操控技能的安川A1000变频器CIMR-AB4A0165传动，闭环操控。
运转速度：0.5～25m/min，选用主令操控器操控，有挡位无级调速，速度分为左右各五挡，各挡对应的速度均可在PLC内恣意设定。
1.5通讯体系
1.5.1硬件体系的规划
PROFIBUS是由西门子公司开发的一个工业操控体系的现场总线规范，首要用于进程的分布式操控。PROFIBUS宗族包含PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS,其间PROFIBUS-DP运用了互联网络的第一层和第二层，这种精简的结构确保了数据的高速传输，传输速率为9.6kbps~12Mbps，特别合适PLC与现场I/O设备之间的通讯。为此，本桥机选用了PROFIBUS-DP网络操控方法，详细见图3所示。整个PROFIBUS-DP通讯体系由一个主站七个从站组成，主站为机房PLC,选用了西门子S7-300PLC(CPU-2DP),自带DP接口，它通过PROFIBUS-DP总线别离与主起升变频器、副起升变频器、小车变频器、大车变频器、小车方位检测编码器、起升方位检测编码器及司机室PLC7个从站相衔接，其间主站PLC的CPU为6ES7315-2AH14-0AB0,变频器通过内置SI-P3接口卡接入PROFIBUS-DP通讯网络，编码器选用带DP接口和协议的P+F产品PVM58,司机室PLC从站是通过ET200M通讯模块接入DP总线。
图3 桥机PROFIBUS-DP硬件体系图
1.5.2软件规划
因为本桥机PLC体系选用了西门子S7-300,为此选用了编程软件STEP7V5.5,在硬件组态前首要必须在安川公司(YASGAWA)的网站中下载文件名为YASKOACF．GSD文件，并在STEP7中设备成功，相同也需求设备P+F编码器PVM58的GSD文件。这样设备GSD文件后，在右边的硬件目录PROFIBUSDP—AdditionalFieldDevices—Drives—SI-P3PROFIBUS-DPINTERFACECARD和PROFIBUSDP—AdditionalFieldDevices—Encoders—PEPPERL+FUCHS—P+FEncoder，然后将安川变频器和P+F编码器接入了DP网络，以此完成了桥机PROFIBUS-DP网络的硬件组态，见下图4所示：
图4 桥机PROFIBUS-DP网络硬件组态
安川变频器DP通讯卡SI-P3常用三种输入输出数据长度Extendeddata1—32字节、Extendeddata2—12字节、Basicdata—6字节可供挑选，本次编程选用了Basicdata方法，将变频器运转的速度和电流通过DP总线及时地传输给机房主站PLC,主站PLC又通过总线传给司机室PLC,司机室触摸屏从司机室PLC取数据，然后能及时读出各组织的运转数据，相反，司机室的操作指令通过总线读到主站PLC,再由主站PLC将指令发送给各变频器。详细见下图5所示：
图5 主起升变频器速度给定
二、结束语
该体系通过工厂调试后，成功完成了桥机通讯体系的数据交换，各组织运转安稳（见图6），并很好地完成了并车抬吊的要求，各项目标符合要求，深受用户的好评。
