基于PLC和WinCC的塔机智能监控管理系统研究

摘要

塔式起重机(塔机)是一种重要的物料运输机械，它具有加快施工进度、减轻劳动强度、节省人力、降低工程造价等优点，在现代建筑施工场所中获得了广泛的应用。但是，在为建筑施工带来方便的同时，塔机的安全事故也随之增多，由此引发的人员伤亡和设备损坏时有发生，给人民的生命财产安全造成了巨大的损失。因此，利用现代计算机技术、控制技术提高塔机的工作效率、尽量避免塔机事故的发生具有非常重要的意义。
　　 针对这一问题，本文设计了用于在线监测的塔机智能监控管理系统。在分析了现有方案的基础上确定了以PLC和WinCC为基础的塔机监控方案，PLC作为下位机用来接收处理传感器传送的信息，利用WinCC来组态上位机监控界面，用来显示塔机的各个运行参数。
　　 本文完成了塔式起重机监控系统的分析与研究、数据采集单元的设计、PLC硬件设计及软件编程、PLC与上位机通讯、上位机监控界面组态等工作。系统中采用旋转编码器、拉力传感器及倾角传感器来采集塔机运行参数，使数据测量更加准确。利用PLC实现塔机电气控制，完成传感器采集信息的处理。PLC处理过的数据通过USB/PPI电缆传送到上位机中，以OPC方式实现PLC与上位机之间的数据交换，包括OPC服务器与PLC通讯及OPC服务器与WinCC通讯两方面。利用WinCC组态软件组态的上位机监控界面实现了塔机的实时运行状态、运行参数显示、进行系统参数设置等功能，对塔机的超重、超力矩、倾角过大进行报警，并且添加了防碰撞自学习功能，有效地避免了塔机碰撞事故的发生。
　　 实验表明，该监控系统能够完成塔机运行参数实时显示、系统报警等功能，完成了最初的设计要求，具有一定的实际应用价值。