專利名稱：懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種懸索橋主纜纏絲機(jī)，特別是懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景隨著我國(guó)公路交通等基礎(chǔ)建設(shè)的突飛猛進(jìn)，作為跨越能力最大的懸索橋，逐漸成 為跨江、跨海通道的首選橋型之一。懸索橋的主纜是其主要受力件， 一般由數(shù)十股由 上百根預(yù)制平行鋼絲構(gòu)成的鋼絲束(PWS俗稱"索股")組成，主纜在橋梁使用周期內(nèi)是不可能更換的，只能采取物理防護(hù)方法保證其使用壽命。纏絲是主纜防護(hù)極為重要 的工序，其作業(yè)內(nèi)容是使用專用的纏絲設(shè)備導(dǎo)入一定張力，沿主纜長(zhǎng)度方向均勻、密匝、牢固地纏繞一層鍍鋅鋼絲(圓形或s形)，提高主纜防護(hù)的密封性，以保護(hù)主纜鋼絲，保證涂裝防護(hù)效果，提高主纜的使用壽命。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)，以便在主纜纏絲過(guò)程 中，使纏絲機(jī)給主纜纏繞鋼絲時(shí)能確保均勻、密匝、牢固，保證纏絲質(zhì)量，滿足主纜 纏絲的施工技術(shù)要求。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)一種懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)，其特征是它包括計(jì)算和控制電腦4、纏絲同步控制單元和整機(jī)行走同步控制單元，其中計(jì)算和控制電腦4通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元10與纏繞電機(jī)變頻控制器5相連，并通過(guò)纏繞電 機(jī)變頻控制器5采集鋼絲纏繞電機(jī)6的纏繞速度；依據(jù)纏繞鋼絲類型選擇裝置3設(shè)定 的鋼絲類型參數(shù)，通過(guò)計(jì)算和控制電腦4存貯的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出控制數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)/模D/A 轉(zhuǎn)換后，送入與計(jì)算和控制電腦4相連的纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器8，控制纏絲頭行 走電機(jī)變頻控制器8的輸出頻率，改變纏絲頭縱向行走電機(jī)9的進(jìn)給速度，使纏繞與 進(jìn)給同步；計(jì)算和控制電腦4通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元10與整機(jī)行走控制單元的整機(jī)行走巻揚(yáng) 機(jī)控制器2相連，采集整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)l的牽引方向，依據(jù)整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)l 的牽引方向控制纏絲頭行走電機(jī)9的旋轉(zhuǎn)方向，使主纜纏絲頭與主纜之間相對(duì)靜止。所述的鋼絲類型是圓型鋼絲的直徑或S型鋼絲的節(jié)距。所述的整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)1的牽引方向與纏絲頭行走電機(jī)9行走方向相反。 所述的整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)1的牽引速度與纏絲頭行走電機(jī)9行走速度相同。所述的纏繞鋼絲類型選擇裝置3是一只2至4位的組合開關(guān)與一組存儲(chǔ)在控制計(jì) 算機(jī)中的經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出來(lái)的參數(shù)，每一種開關(guān)組合對(duì)應(yīng)一個(gè)計(jì)算參數(shù)。 所述的計(jì)算和控制電腦4是可編程序控制器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能適應(yīng)不同形狀和不同直徑的纏繞鋼絲技術(shù)要求和鋼絲纏繞電 機(jī)與提供纏絲頭行走的進(jìn)給電機(jī)正確同歩，當(dāng)纏絲機(jī)進(jìn)行纏絲施工時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集 鋼絲纏繞電機(jī)的纏繞速度，經(jīng)過(guò)預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算后，對(duì)提供纏絲頭行走 的電機(jī)的速度進(jìn)行精確控制，以達(dá)到鋼絲纏繞電機(jī)與纏絲頭行走電機(jī)的速度精確同步。 在纏絲機(jī)主機(jī)架被牽引前進(jìn)時(shí)，纏絲頭同步后退，使纏絲頭與主纜是相對(duì)靜止，大大 提高了工作效率；采用纏繞鋼絲類型選擇裝置，可方便的使用各種類型的纏繞鋼絲。 使纏絲機(jī)在進(jìn)行主纜纏繞鋼絲施工時(shí)能確保均勻、密匝、牢固，保證纏絲質(zhì)量，滿足 主纜纏絲的施工技術(shù)要求。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是本發(fā)明實(shí)施原理框圖說(shuō)明示意圖。圖2是整機(jī)行走時(shí)主機(jī)架、纏絲頭與主纜的關(guān)系圖。圖中1、整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)；2、整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)控制器；計(jì)算和控制電腦； 5、纏繞電機(jī)變頻控制器；63、纏繞鋼絲類型選擇裝置；4、、鋼絲纏繞電機(jī)；7、控制 面板；8、纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器；9、纏絲頭行走電機(jī)；10、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元； 11、纏絲機(jī)主機(jī)架；12、主纜；13、纏絲頭；14、鋼絲。
具體實(shí)施方式
纏絲同步控制。如圖1所示，包括計(jì)算和控制電腦4、纏絲同步控制單元和行走 同步控制單元，其中纏絲同步控制單元包括纏繞電機(jī)變頻控制器5、鋼絲纏繞電機(jī)6、鋼絲類型選擇裝置3、纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器8、纏絲頭行走電機(jī)9、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采 集單元10。控制過(guò)程計(jì)算和控制電腦4通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元IO與纏絲同步控制單元的纏繞電機(jī)變頻控制器5相連，通過(guò)纏繞電機(jī)變頻控制器5采集鋼絲纏繞電機(jī)6的纏繞速 度；依據(jù)纏繞鋼絲類型選擇裝置3設(shè)定的鋼絲類型，通過(guò)計(jì)算和控制電腦4中預(yù)先建 立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出控制數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換后，送入與計(jì)算和控制電腦4相連的 纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器8，控制纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器8的輸出頻率，改變纏 絲頭行走電機(jī)9的進(jìn)給速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)纏繞與進(jìn)給準(zhǔn)確同步的效果。當(dāng)通過(guò)控制面板7 輸入需要提高(降低)鋼絲纏繞電機(jī)6的速度時(shí)，計(jì)算機(jī)得到控制面板7的加(減)速指令，自動(dòng)控制纏絲頭行走電機(jī)9的行走速度，確保纏絲機(jī)在纏絲過(guò)程中的各種工況下 均能準(zhǔn)確同步工作。纏繞鋼絲類型選擇裝置3是一只2至4位的組合開關(guān)與一組存儲(chǔ)在控制計(jì)算機(jī)中的經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出來(lái)的參數(shù)，每一種開關(guān)組合對(duì)應(yīng)一個(gè)計(jì)算參數(shù)。整機(jī)行走同步控制。圖1所示，包括整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)l;整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī) 控制器2;計(jì)算和控制電腦4;控制面板7;纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器8;纏絲頭行 走電機(jī)9?？刂七^(guò)程計(jì)算和控制電腦4通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元IO與同步控制單元的整機(jī)行 走巻揚(yáng)機(jī)控制器2相連，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元10采集整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)1的牽引方向，依據(jù)整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)1的牽引方向控制纏絲頭行走電機(jī)9速度和方向，使整機(jī)行 走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)1的牽引方向與纏絲頭行走電機(jī)9行走方向相反，整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)1 的牽引速度與纏絲頭行走電機(jī)9行走速度相同。保證主纜纏絲頭與主纜之間相對(duì)靜止，確保纏絲工序順利高效。如圖2所示，主纜纏絲頭與主纜之間相對(duì)靜止是指纏絲過(guò)程中，當(dāng)完成一個(gè)行程 的纏絲工序后，纏絲機(jī)主機(jī)架ll在巻揚(yáng)機(jī)牽引下前進(jìn)到下一行程的纏絲工位，纏絲機(jī) 主機(jī)架11長(zhǎng)度在8米，纏絲很長(zhǎng)，當(dāng)一個(gè)纏絲機(jī)主機(jī)架工位完成后，纏絲機(jī)主機(jī)架ll 要移動(dòng)一個(gè)工位，為保持己纏繞的鋼絲14的張力并在主纜12上密匝排列，要求纏絲 頭13必須不隨機(jī)架移動(dòng)，而作與纏絲機(jī)主機(jī)架11移動(dòng)方向相反的運(yùn)動(dòng)，即使纏絲頭 13與主纜12之間不產(chǎn)生位移的相對(duì)靜止。纏繞鋼絲類預(yù)選。圖1所示，包括纏繞鋼絲類型選擇裝置3;計(jì)算和控制電腦4?？刂七^(guò)程依據(jù)纏繞鋼絲類型選擇裝置3選定的鋼絲的類型，査出存儲(chǔ)在控制計(jì)算機(jī)中的經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出來(lái)的參數(shù)，通過(guò)計(jì)算和控制電腦4中預(yù)先建立存貯的數(shù) 學(xué)模型計(jì)算出控制數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換后，送入與計(jì)算和控制電腦4相連的纏絲頭 行走電機(jī)變頻控制器8，實(shí)現(xiàn)對(duì)纏絲頭行走速度的控制，提高了主纜纏絲機(jī)的應(yīng)用范圍， 保證纏絲機(jī)工作效率。本發(fā)明中計(jì)算和控制電腦4是可編程序控制器(即PLC)。通過(guò)PLC控制變頻調(diào) 速裝置，保證鋼絲纏繞電機(jī)運(yùn)行與提供纏絲頭行走的進(jìn)給電機(jī)精確同步，確保纏繞鋼 絲能均勻、密匝、牢固地纏繞在主纜上，提高纏絲質(zhì)量和效率；在纏絲機(jī)主機(jī)架被牽 引前進(jìn)時(shí)，纏絲頭同步后退，使纏絲頭與主纜是相對(duì)靜止，大大提高了工作效率；采 用纏繞鋼絲類型選擇裝置，可方便的使用各種類型的纏繞鋼絲。
權(quán)利要求
1、懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)，其特征是它包括計(jì)算和控制電腦(4)、纏絲同步控制單元和行走同步控制單元，其中計(jì)算和控制電腦(4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元(10)與纏絲同步控制單元的纏繞電機(jī)變頻控制器(5)相連，通過(guò)纏繞電機(jī)變頻控制器(5)采集鋼絲纏繞電機(jī)(6)的纏繞速度；依據(jù)纏繞鋼絲類型選擇裝置(3)設(shè)定的鋼絲類型參數(shù)，通過(guò)計(jì)算和控制電腦(4)中預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出控制數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換后，送入與計(jì)算和控制電腦(4)相連的纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器(8)，控制纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器(8)的輸出頻率，改變纏絲頭行走電機(jī)(9)的進(jìn)給速度，使纏繞與進(jìn)給同步；計(jì)算和控制電腦(4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元(10)與整機(jī)行走同步控制單元的整機(jī)行走卷?yè)P(yáng)機(jī)控制器(2)相連，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元(10)采集整機(jī)行走卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)(1)的牽引方向，依據(jù)整機(jī)行走卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)(1)的牽引方向控制纏絲頭行走電機(jī)(9)速度和方向，使主纜纏絲頭與主纜之間相對(duì)靜止。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋主纜纏絲集成控制系統(tǒng)，其特征是-所述的鋼絲類型是圓形鋼絲的直徑和S形鋼絲的節(jié)距。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋主纜纏絲集成控制系統(tǒng)，其特征是 所述的整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)(1)的牽引方向與纏絲頭行走電機(jī)(9)行走 方向相反。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)，其特征是所述的整機(jī)行走巻揚(yáng)機(jī)電機(jī)(1)的牽引速度與纏絲頭行走電機(jī)(9)行走速度相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)，其特征 是所述的纏繞鋼絲類型選擇裝置(3)是一只2至4位的組合開關(guān)與一 組存儲(chǔ)在控制計(jì)算機(jī)中的經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出來(lái)的參數(shù)，每一種開關(guān)組合 對(duì)應(yīng)一個(gè)計(jì)算參數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)，其特征是所述的計(jì)算和控制電腦(4)是可編程序控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種懸索橋主纜纏絲機(jī)，特別是懸索橋主纜纏絲機(jī)集成控制系統(tǒng)，其特征是它包括計(jì)算和控制電腦(4)、纏絲同步控制單元和整機(jī)行走同步控制單元，其中計(jì)算和控制電腦(4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元(10)與纏繞電機(jī)變頻控制器(5)相連，并通過(guò)纏繞電機(jī)變頻控制器(5)采集鋼絲纏繞電機(jī)(6)的纏繞速度；依據(jù)纏繞鋼絲類型選擇裝置(3)設(shè)定的鋼絲類型參數(shù)，通過(guò)計(jì)算和控制電腦(4)中預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出控制數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換后，送入與計(jì)算和控制電腦(4)相連的纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器(8)，控制纏絲頭行走電機(jī)變頻控制器(8)的輸出頻率，改變纏絲頭縱向行走電機(jī)(9)的進(jìn)給速度，使纏繞與進(jìn)給同步。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101221433SQ20071018852
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者吳建強(qiáng), 喻勝剛, 青 李, 巍 王, 陳慧明 申請(qǐng)人:中交第二公路工程局有限公司