大型起重机自动控制与智能管理系统

【80】?第35卷?第6期?2013-06(上)

收稿日期：2013-03-25

作者简介：周奇才（1962 -），男，江苏人，教授，研究方向为工程物流装备及自动化。大型起重机自动控制与智能管理系统

The auto control and intelligent management system of large crane 周奇才1，曾 礼1 ，赵 炯1，周铁梁2，张溧栗2

ZHOU Qi-cai 1, ZENG Li 1, ZHAO Jiong 1, ZHOU Tie-liang 2, ZHANG Su-su 2

（1. 同济大学 机械与能源工程学院，上海 201804；2. 华电重工股份有限公司，上海 200122）摘 要：该文详细介绍了以LabVIEW虚拟仪器为开发平台建立的起重机自动控制与智能管理系统。作

者以Controller?Link控制网络的起重机控制系统为研究对象，通过使用LabVIEW调用C库函数完成了上位机与Controller?Link网络的数据交换，实现了上位机对起重机控制网络的监控功能。使用Microsoft?SQL?Server?2008建立了数据库系统，并利用LabSQL实现了系统与数据库的连接与访问。此外，该系统还为远程故障诊断提供了预留的数据共享接口。系统界面美观，运行稳定可靠，具有较高的实用价值。

关键词：起重机；自动控制；智能管理；LabVIEW；LabSQL 中图分类号：TH218 文献标识码：A?文章编号：1009-0134(2013)06(上)-0080-04Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2013.06(上).24

0 引言

随着计算机技术的进步，虚拟仪器技术应运而生，它是一种将仪器技术、计算机软硬件技术、网络技术和通信技术进行有机结合的新仪器技术[1]。LabVIEW是美国国家仪器公司推出的一种图标替代文本行创建应用程序的图形化编程语言。LabVIEW提供了大量的工具和函数用于数据采集、分析、显示和存储，目前已被广泛应用于汽车、通信、航空、半导体、电子设计生产、过程控制和生物医学等领域[2]。

我国现代化建设的飞速发展带动了起重机械的技术飞跃。目前，起重机械的发展越来越趋向于大型化、专用化和智能化。随着起重机部件数量的增多，零部件结构的复杂程度增大，对起重机的维护、运行和管理也就变的越来越困难。因此，针对大型起重机建立一套完善的起重机自动控制与智能管理系统就变的非常有意义。该系统要实现的目标包括：具有人性化的操控界面；能够全面记录起重机的操作数据、运行数据；能够自动保存起重机的维护保养记录；能够实现远程传递数据和共享信息；具有远程诊断及维护等功能。该系统的实现无疑将大大的降低起重机械的维护难度，提升产品的可靠性和竞争力。

本文研究设计了一种基于L a b V I E W 的大型起重机自动控制与智能管理系统，上位机以

LabVIEW作为前台开发工具，以Microsoft SQL Server 2008作为后台数据库，以基于Controller Link网络的起重机控制系统作为控制与监视对象，实现了对起重机的操作、状态的监视，采集数据的保存、报警和报表生成等功能。另外，借助于LabVIEW的网络编程功能，为远程故障诊断软件提供了远程诊断接口。

1 监控网络的组成

起重机的控制系统主要由六大系统组成，即起升系统、变幅系统、回转系统、调平系统、塔头系统和力矩限制系统。

起重机的控制网络为Controller Link网络，如图1所示，网络主要由监控层和设备层组成。设备层主要由PLC、现场传感器和执行器组成，PLC的数字量和模拟量输入输出模块实现对现场传感器的数据采集以及对现场执行器的输出控制，设备层实现了各节点的功能控制；监控层由上位机和分布于起重机各子系统的下位PLC通讯单元组成，主要实现上位机与下位机的数据交换。

上位机端安装支持Controller Link 数据总线的3G8F7-CLK21-EV1板卡，PLC端安装支持Controller Link的通讯模块。上位机与下位PLC组成N:N令牌环网，PLC之间以及上位机与PLC之间通过Controller Link网络的数据链接功能实现数据的共享。