智能橋式起重機工控機數據交互實現(xiàn)

周奇才，路 凱，熊肖磊，趙 炯

（同濟大學 機械與能源工程學院，上海 201804）

0 引言

傳統(tǒng)橋式起重機作為物料搬運的主要方式，應用范圍廣泛，使用體量大，可靠性高，效率高，在機械加工、工業(yè)生產、冶金、物流運輸中都發(fā)揮著巨大的作用［1］。但大多數橋式起重機，僅實現(xiàn)了較低級的智能化控制，并未真正實現(xiàn)路徑規(guī)劃、智能尋跡等高級智能化控制。因此，搭建起重機自動化控制軟硬件平臺，實現(xiàn)起重機智能化是必然趨勢。

在橋式起重機智能化平臺中工控機與PLC的數據交換是重要的一環(huán)，類似于普通工業(yè)級兩級計算機控制系統(tǒng)中上位機與下位機間的通信問題。對于上、下位機之間的通信問題，學者提出了很多解決方法［2－5］。而Python作為一種面向對象、直譯式計算機程序設計語言，其語法簡捷而清晰，具有豐富和強大的類庫［6］。本文采用基于Windows下的Python語言進行工控機編程設計，實現(xiàn)了工控機與橋式起重機機載PLC通信以及數據交互的功能。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)結構設計

橋式起重機智能化平臺的設計架構為兩級計算機控制系統(tǒng)。處于上位的計算機即將來的遠程控制中心，它可根據實時數據，利用在線最優(yōu)目標函數進行被控對象的最優(yōu)目標值計算，輸出到下一級系統(tǒng)，還可以對故障進行診斷與預測［7］；下位機為直接數字控制系統(tǒng)（Direct Digital Control，簡稱 DDC）。

本文重點介紹下位DDC系統(tǒng)。為實現(xiàn)橋式起重機的智能化，DDC系統(tǒng)除原有PLC中采集到的各傳感器數據信息外，為實現(xiàn)吊鉤防搖、防搖策略閉環(huán)控制的吊鉤擺角檢測、起重機智能路徑規(guī)劃等高級控制功能，還需要加入計算機視覺等輸入信息。……