新型桥梁检查车电气系统

摘要：介绍了一种新型桥梁检查车电气系统，采用锂电池供电，具有节能环保、GPS定位、GPRS远程传输以及走行同步等功能。

关键词： 桥梁检查车环保GPS/GPRS同步

中图分类号：TE08文献标识码： A

1 概述

桥梁检查车作为检测人员在检测过程中的作业平台，装备有桥梁检测仪器，可以随时移动位置，能安全、快速、高效地让检测人员进入作业位置进行流动检测或维修作业。大型桥梁工程其检查车数量多，根据不同节段分布布置，分布范围广，分布范围上百公里。常规的桥梁检查车采用汽油发电机，其尾气和噪音有一定的污染，而且其管理模式是随车管理，工作人员上车进行维护、补给动力、记录操作任务和维修记录，存在着工作量大、效率低、管理难度大等问题。

2 检查车组成及功能

检查车主要由桁架系统、驱动系统、龙门架、拉索组件、升降平台系统等组成。检查车手动/半自动控制，安全性好，具有直线行走、伸缩、跨越伸缩缝等功能，可对钢箱梁外侧进行全方位、全立体的检测和维护；

图一 检查车结构图

桁架梁与驱动机构通过龙门架连接在一起，在电机的驱动下运行。桁架主要承受自重、操作人员和维护检查器具物品等荷载。检查车桁架上设有升降小车，可在其配套轨道上沿桥横向移动。

3 检查车电气系统

电气系统由电源、控制系统、驱动系统、安全保护以及辅助装置组成，确保检查车安全、稳定运行，并具有较高的可靠性。

1）电源

磷酸铁锂电池提供动力电源，通过逆变器为各机构输送电源。锂电池配置电池管理系统BMS，通过RS485接口与PLC进行通讯，将电池运转状况、故障等信息传输给控制器进行监控。锂电池充电电源采用220V交流供电，每个桥墩处设有电源供电箱，采用快速接插件形式与检查车对接。

采用锂电池供电相比发电机，具有节能、环保、无噪音等特点，但前期投入成本较大，锂电池需要特殊维护。目前锂电池技术已经取得了长足进步，使用寿命能达到10年以上，总体经济和环保效益还是很可观。

2）控制系统

控制系统采用modicon m208控制器为控制核心，用于实现检查车的运动控制、运行状况和报警显示、位置检测等功能。每台检查车上携带一台车载GPS通讯模块，通过该模块链接GPS卫星定位，将采集到当前模块所处地理位置的经度纬度经过GPRS通讯传输到远程管理系统，并在地图上显示检查车所处的位置，方便管理和维护。

3）驱动系统

驱动系统采用变频驱动采用无极调速，方便机构平稳运行。PLC与变频之间采用modbus通讯方式。驱动系统包括走行、回转变频驱动和升降机驱动。

图二 驱动系统电路图

4）安全保护

接地保护：检查车电气设备均通过接地电缆与检查车结构相连，检查车通过走行轮与轨道连接，轨道通过接地电缆接地，确保用电安全。

风速报警：设有风速仪，当大于设计风速时，及时通知操作人员做好防护措施。

轨道检测：检查车在轨道上行走，走行轨道必须连续不断，在检查车的走行机构前端安装了探路传感器，如果检测到轨道有缺陷不适宜行车，则该传感器会自动给出信号，控制系统停车检查。特别是回转过墩时，可以防止因旋转轨道未到位而导致检测车坠落。

急停保护：设有急停保护开关，紧急情况切断电源。

图三 PLC原理图

4 工作流程

图四 检查车工作流程图

5 同步控制

检查车行走在钢梁轨道上，两侧走行驱动需速度同步，防止出现卡轨，影响检查车的正常运行。速度同步控制的方法为：通过安装在检查车走行电机上增量型编码器，将脉冲信号输入到PLC的高速计数端口，高速计数器500ms一个周期进行计数，通过计数值/时间得出的每秒的计数值，并通过换算得出两侧走行速度。以左车速度为主，右车速度跟随，当速度差值大于允许误差时，PLC对右车速度进行调整，以保持与左车速度一致。

图五 同步控制原理

6 总结

当前桥梁检修车养护作业任务繁重、自动化程度低，缺乏科学高效的综合管理以及对环境地污染等的现状，新型桥梁检测车的研制，解决了检修车定位、监控以及电能与养护资源调配管理等技术问题，未来还将建立网络化智能综合系统管理平台，通过现代化的手段延长桥梁的寿命，确保桥梁的安全。

参考文献

[1] 张继文. 国内外之桥梁检测车发展概述[J].交通世界.2010(11).62-64

[2] Modicon M218试验教材