SIEMENS起重机行业的新型标准解决方案

港口科技·港口管理
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SIEMENS 起重机行业的新型标准解决方案
隋永强
（西门子起重机能力中心，上海 200307）
摘要：SIEMENS 起重机新型标准解决方案——“SIMOCRANE 基本工艺”采用 “SIMATIC + SIMOTION D + SINAMICS”的硬件平台。

它不仅适用于港口起重机，也同样适用于工业起重机。

该平台能够清晰地分配各种任务。

新的解决方案按照各个机构的功能而开发标准的工艺模块，减少起重机的设计和调试时间，提高了生产效率。

关键词：港口 起重机 SIMOCRANE 工艺 标准化 解决方案
A New Standard Solution for SIEMENS Crane Field
Sui Yongqiang
( SIEMENS Crane Ability Centre ， Shanghai 200307 )
Abstract: The new standard solution of SIEMENS crane —SIMOCRANE basic technology adopts the hard ware platform of SIMATIC+SIMOTION D+SINAMICS ，which could be applied not only in port crane ，but also in industrial crane. All tasks are clearly distributed. The new solution develops standard technological module according to every mechanism’s function ，which could decrease time for designing and adjusting crane and raise the productivity.
Key words: port crane SIMOCRANE technology standardization solution
在过去的十年中，起重机自动化在港口运输和工业生产中的作用越来越重要。

特别是变频器和PLC 的应用，使起重机的生产效率大大提高。

随着港口自动化程度越来越高，起重机电气控制系统会向着平台更加标准化，自动化程度更高的方向发展。

可编程逻辑控制器（PLC ）很难满足将来的控制要求，很难实现一些起重机的特殊工艺，如防摇控制、路径优化等。

1 传统的解决方案
一个完整的起重机电气控制系统主要有四大部分：逻辑控制部分、驱动控制部分、特殊工艺控制部分和上位显示监控（CMS ）部分。

过去的解决方案为：逻辑控制部分采用S7-400 PLC ；驱
动控制部分采用MASTERDRIVES 系列变频器；特殊工艺部分采用T300工艺板；上位显示监视软件采用Win CC 或者Win CC Flexible 开发的CMS 软件。

T300工艺板在以往的控制中起到了重要的作用，是对PLC 的有效的补充。

T300工艺板可以直接插在变频器上，以更高的循环速度实现起重机的特殊工艺。

例如：
• 主从力矩控制 • 弱磁控制 • 位置同步控制 • 限位开关 • 重载模式 • 松绳控制
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2 新型标准应用方案
新的起重机解决方案“SIMOCRANE 基本工艺”采用“SIMATIC （PLC ）+ SIMOTION D + SINAMICS （变频器）”的硬件平台，不仅适用于港口起重机，也同样适用于工业起重机。

该平台能够清晰地分配各种任务：PLC 承担逻辑控制功
能；SIMOTION D 控制器可以承担所有系统化集成的起重工艺，例如：基本工艺、防摇控制等，SINAMICS 系列变频器取代原来的MASTER- DRIVES 系列变频器。

下图是使用新型平台的STS 岸桥起重机的硬件平台配置示例。

图1 使用新型平台的STS 配置示例
3 标准化的硬件平台
新的起重机解决方案采用“SIMA TIC （PLC ）+ SIMOTION D + SINAMICS （变频器）”和传统的解决方案（SIMA TIC+T300+ MASTERDRIVES ）相比，该硬件平台具备以下特性：
1）SIMOTION D 控制器取代了T300，集中控制6个机构：起升机构1、起升机构2、大车机构1、大车机构2、小车机构和俯仰机构。

2） SIMOTION D 控制器可以实现矢量控制和位置控制。

3） 2个整流器并联使用，由1个CU320控制器集中控制。

4） 可以根据需求进行扩展，1个SIMOTION D 控制器最多可以控制32个做矢量控制的变频器。

5） 更少的Profibus-DP 节点，通信网络更稳定。

4 标准化的软件平台
SIMOCRNE 基本工艺的STS 设计示例设计与调试，见表1。

表1 起重机的特殊工艺
功能机构
起重机特殊工艺
起升机构 时间最优定位控制 主从力矩控制 同步控制 弱磁控制 启动脉冲
高端工艺（防摇控制，2 维轨迹计算） 制动测试
小车机构 时间最优定位控制 主从力矩控制
带纠偏控制的同步控制 防滑控制
高端工艺（防摇控制，2 维轨迹计算） 位置同步
大车机构 时间最优定位控制 主从力矩控制
带纠偏控制的同步控制 防滑控制 曲线运行 位置同步 俯仰机构 启动脉冲
转速控制，带力矩限制
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每个机构集成了各个机构需要用到的SIMO- CRANE 工艺模块，这样更容易满足客户的要求。

每个机构的标准化，实现用户根据自己的要求自由组合，选择所需的工艺模块。

此外，SIEMENS 也根据客户的需求不同而制定了两种不同的应用模式：
1）Ready to run （运行准备）
SIEMENS 起重机部根据客户的要求设计了标准的应用程序，用户只需要简单的修改参数就可以实现所有功能，包含的机型有：
（1）单起升岸边桥式起重机 （2）双起升岸边桥式起重机 （3）抓斗卸船机 （4）轨道式起重机 （5）简易轮胎式起重机 （6）工业桥式起重机 （7）门座式起重机
2）Ready to apply （应用准备）
起重机设备制造商或者最终用户可以根据标
准的起重机工艺模块，自由组合，设计出符合自己要求的起重机应用程序，实现客户的设计附加值。

5 结论
近些年来，大量的起重机控制系统已经使用了SIMOCRANE 起重机新型标准解决方案。

实践证明，SIMOCRANE 的推出，不仅大大减少了起重机设备制造商的设计和调试时间，完善设备功能，大幅度提升设备的自动化程度，而且提高了最终用户的生产效率。

SIMOCRANE 无疑是未来起重机自动化控制系统的发展方向。

参考文献
[1]‘SIMOCRANE Basic Technology Operating Instructions’ 10/2010 Edition.
[2] 王立俊，陈萍.西门子Simocrane在双40英尺
桥吊上的应用［J］.电气自动化，2010(06). [3]‘SIMOTION，Technology Packages System
Functions’ List Manual，05/2009 Edition.
（上接第33页） 4 接地装置运行
接地装置运行中，接地线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂，接地电阻也会随土壤变化而发生变化。

因此，必须对接地装置定期进行检查和试验。

4.1 检查周期。

1）变(配)电所的接地装置一般每年检查一次；
2）根据车间或建筑物的具体情况，对接地线的运行情况一般每年检查1～2次；
3）各种防雷装置的接地装置每年在雷雨季前检查一次。

4）对有腐蚀性土壤的接地装置，应根据运行情况一般每3～5年对地面下接地体检查一次； 5）手持式、移动式电气设备的接地线应在每次使用前进行检查；
6）接地装置的接地电阻一般1～3年测量一次。

4.2 检查项目：
1) 检查接地装置的各连接点的接触是否良好，有无损伤、折断和腐蚀现象。

2) 对含有重酸、碱、盐等化学成分的土壤地带(一般可能为化工生产企业、药品生产企业及部分食品工业企业)应检查地面下500mm 以上部位的接地体的腐蚀程度。

3) 在土壤电阻率最大时(一般为雨季前)测量接地装置的接地电阻，并对测量结果进行分析比较。

4）电气设备检修后，应检查接地线连接情况，是否牢固可靠。

5）检查电气设备与接地线连接、接地线与接地网连接、接地线与接地干线连接是否完好。

参考文献
[1]余小平.电气设备维护[J].电气自动化，2004. [2]吕雅琴.电气设备接地装置及其运行维护[J].职业技术，2006.。