浅谈西门子控制系统在港口岸桥上的应用

陆俊杰

【摘要】 本文主要介绍了岸桥起重机的结构和系统配置，以及西门子SIMOCRANE系统在桥吊上的解决方案。

【关键词】 起重机 岸桥 SIMOCRANE

引言：港口的吞吐量是反映港口生产经营活动成果的重要数量指标，也是衡量国家、地区、城市建设和发展的量化参考依据。衡量一个港口吞吐量的重要指标就是港口岸桥设备的數量和效率。振华港机作为国内最大，世界占有率最高的港口机械生产厂商，在岸桥市场占有很大的份额。西门子作为振华港机的的重要合作伙伴，为振华港机提供了完整的自动化控制系统配套系统，并且以高效，稳定，灵活，维护方便赢得了厂家和最终用户的肯定。

一、岸桥起重机

岸桥又称为岸边集装箱起重机、桥吊，是用来在岸边对船舶上的集装箱进行装卸的设备。在操作时，岸桥会执行一个循环，间歇的运动过程。通常岸桥由桥架机构，小车机构，起升机构，大车机构和俯仰机构再加上金属机构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成。

桥架机构包含主梁、端梁、小车运行轨道、栏杆、走台、司机室等。是整个起重机的基础构件，承受各种载荷，应具有足够的刚度和强度。起重主梁是最根本，最重要的部件。小车机构安装于桥架上，它的主要功能是搭载提升机构，执行平移操作。

起升机构是用来提取集装箱进行上下运动，由驱动装置、传动装置、卷筒、滑轮组、取物装置和制动装置等组成。起升机构是桥吊上最重要的机构，它的性能好坏直接影响到整个岸桥系统的效率和稳定性。大车机构由车轮、电机、减速器、制动器等组成。是向驱动车轮提供驱动力，使整个起重机沿着固定的轨道实现水平方向运行的机构。最后是俯仰机构，它是实现前大梁绕大梁铰点作俯仰运动的机构。由驱动机构，钢丝绳卷系统，安全钩装置以及安全保护装置等组成。在桥吊不工作的时候，通过俯仰机构可以把前大梁升起，便于集装箱船舶的靠岸。以上这些机构和一些安全辅助器件就是桥吊的主要组成部分。

二、西门子控制系统

西门子作为自动化行业的翘楚，很早就进入港口机械行业，并且提供了完整的配套方案。早先的西门子方案是由S7-400的PLC实现逻辑控制，MasterDrive 系列变频器驱动电机，T300的工艺板负责起升工艺，Wincc上位组态软件监控数据。这样的方案组成了一个稳定高效的平台，在港机行业被广泛使用。但是随着MasterDrive的产品更新，和港机客户需求的不断升级，T300由于功能固化，不能随着客户要求而随意改变，原来的系统在使用中捉襟见肘。自 2007年中开始，西门子推出了新的起重机解决方案SIMOCRANE Basic Technology，此解决方案采用SIMATIC（逻辑控制器）+ SIMOTION（运动控制器） + SINAMICS（驱动器）的新型平台。它不仅适用于港口起重机，也同样适用于工业起重机。SIMOTION能够清晰地分配各种任务，可以承担所有系统化集成的起重工艺，例如：Basic Technology（基本工艺）、Sway-Control（防摇）等。由于SIMOTION的灵活性，客户的任何要求都能实现。下图为您展示了使用新型平台的 STS岸桥起重机的硬件配置示例。

整个系统的运动控制由SIMOTION实现，S7-300/400负责逻辑控制和安全的程序，上位的HOST系统使用专用的 CMS（CRANE MANAGEMENT SYSTEM）系统实现岸桥的数据管理。各个部分使用EtherNET网络连接，进行数据交换。PLC和远程IO终端使用PROFIBUS/ DP网络连接。运动控制的组件使用Drive-CLIQ网络连接。根据容量的大小，ALM整流模块可并联使用，一般情况下使用5个电机模块驱动电机，分别对应两个起升，两个大车和小车，俯仰和小车切换。有时为了节省成本，起升和大车，俯仰和小车会并用一个电机单元，这样就只需要3个电机模块。SIMOTION里面的程序使用现成的SIMOCRANE工艺包实现。

三、总结

自从问世以来，西门子的SIMOCRANE Basic Technology解决方案已经在很多项目中被采用，例如德国威廉港，外高桥码头二期都是采用西门子的方案。随着中国经济的发展和一代一路的推进，港口设备的保有量还会增加，西门子的SIMOCRANE Basic Technology解决方案一定会大有用武之地。

参 考 文 献

[1] SIMOCRANE Basic Technology Operating Instructions，10/2013 Edition.

[2] 隋永强. SIEMENS 起重机行业的新型标准解决方案.港口科技，2003/07

[3] 王立俊，陈萍.西门子Simocrane在双40英尺桥吊上的应用.电气自动化，2010/06