新一代西门子起重机电气控制系统陈忆文（19-）男，湖南湘潭人，学士学位，电气工程师，现就职于西门子工厂自动化工程有限公司上海分公司起重机部门，从事电气设计与调试工作。摘要：西门子在起重机的发展中逐渐形成了对起重机电气控制的一整套解决方案，本文介绍新一代的西门子起重机电气控制系统及其在桥吊中的的应用。关键词：SIMOCRANE；桥吊；主从控制；起升系统；行走系统；轴；工艺Abstract:Duringtheprogressofcranesdevelopment,Siemensmakesaseriessolutiontoimproveitscapability.ThispaperintroducesanewelectricalcontrolsystemofcranedesignedbySiemensanditsapplicationforSTS.Keywords:SIMOCARNE;STS;Master-slavecontrol;Hoistingsystem;Movingsystem;Axes;Technology1概述在经济全球一体化的时代，在生产规模不断扩大的时代，在物资转运越来越频繁的时代，起重机发挥着越来越重要的作用，对起重机的性能也提出了越来越高的要求。在起重机的发展历程中，西门子一直是起重机电气控制系统的引领者和行业标准的制定者。随着对起重机系统性能要求日益提高，西门子开发了一套全新的起重机电气控制系统—SIMOCRANE。该系统沿袭了以往控制系统业已成熟的结构模式，主要由供电系统、起升系统、行走系统（小车机构，大车机构）等组成,但电气控制系统发生了较大的改进，由PLC+SIMOTION+drive控制模式代替了原来的PLC+drive控制模式，SIMOTION可以直接控制驱动器，且控制速度比PLC快了一个数量级，这使得驱动器可以更快速地跟踪控制命令，控制器也可以更实时地监视系统运行状态。西门子还开发了与该系统配套的辅助系统，可以无缝集成在主系统中，比如运用在桥吊和卸船机中的防摇系统。本文以西门子在上海振华港机Antwerp项目港口起重机的电气控制系统为例介绍新系统的构成以及在STS中的应用。2系统构成2.1硬件构成系统主要由PLC、SIMOTIOND、CF卡、SINAMICS、ET200、DP通讯线路等构成。由于对驱动器的控制部分功能转移到了SIMOTIOND，对PLC的要求大大降低。SIMOTION基本上处理了与驱动器有关的所有功能，PLC主要处理外围设备的功能和起重机的整体运行。PLC与SIMOTIOND之间通过DP通讯交换信息，而SIMOTION与SINAMICS或者集成在一起，或者通过SIMOTION整合的内部通讯系统DRIVE-CLiQ交换信息。PLC与驱动器SINAMICS之间不再直接交换信息，而是通过SIMOTIOND进行。图1为Antwerp项目STS硬件组态图，主系统使用了1个CPU319F，变频器的直流供电模块ALM（站号40）和SIMOTIOND435（站号44，45）以及其它一些外围设备通过PROFIBUS总线挂接。SIMOTIND系统的组态如图2所示，集成了一个SINAMICS_Integrated再挂接了两个SIMOTION_CX32驱动控制器。挂接驱动器的数量根据起重机的需要而定。在Antwerp项目中使用了8个驱动器，因此使用了三台驱动控制器。CF卡中包含了固件版本信息和起重机专用功能以及其它相关功能的授权：SIMOTIONMultiAxes（适用于运动控制）；SIMOTIONIT（适用于网络服务器的远程诊断和起重机专用功能）；SIMOTIONCraneBasicTechnology(用于“craneDCC-Library”中的功能)。SIMOCRANE系统只有在安装这些授权的情况下才能正常运行。.2软件构成PLC和SIMOTIOND中都已采用结构化程序模式，不同的机构对应各个程序块。用户可按照自己的需要和习惯来编写PLC中的程序，并通过程序与SIMOTION交换数据，从而达到向SIMOTION的下达驱动的动作命令和速度设定值信息，并从SIMOTION取得驱动的实时信息。图1STS硬件组态图图2SIMOTIOND系统组态图SIMOTIOND把起重机的控制划分成几个子部分，每一个部分负责起重机的一个机构。各个机构分别是：起升机构(Hoist)，小车(CrossTravel），大车(LongTravel)，俯仰机构(Boom)，支撑/开闭机构(HoldingandClosingGear)，回转机构(SlewingGear)。各个机构程序的主要功能体现在二个函数库中：CraneDCC-Library(与驱动相关)和CraneFB-Library(与流程控制相关)。根据不同用途的起重机组合使用各个机构，比如STS中就使用了起升、小车、大车、俯仰四个机构，而RMG（轨道吊）中只须使用起升、小车、大车三个机构。各个机构的程序结构基本如下：由三个函数组成，...
