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基于PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)
時(shí)間：2022-03-03來源：起重機(jī)廠家瀏覽次數(shù)：195
西安科技學(xué)院杜京義隨著起重機(jī)電控設(shè)備的發(fā)展和設(shè)計(jì)思路的不斷創(chuàng)新，針對橋式起重機(jī)多個(gè)設(shè)備的具體情況構(gòu)建了PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并將此方案成功地應(yīng)用到某水電站水輪發(fā)電機(jī)組的橋式起重機(jī)組。
現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)是用于過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化底層的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀器互連的通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。
PROFIBUS-DP是德國西門子公司推出的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用RS-485傳輸技術(shù)，傳輸速率現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議是帶主從方式的令牌傳遞，主站與從站之間以主從方式通訊，各主站之間由令牌協(xié)議決定總線數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)。物理介質(zhì)通常采用雙絞屏蔽電纜，總線接頭采用9針D型插頭，接線方便簡單，容易擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)上*多可連接127個(gè)站點(diǎn)，若采用光纜*大傳輸距離可達(dá)90km.2機(jī)組控制概況與通信方法如所示，機(jī)組中共有2臺單小車橋式起重機(jī)，因此將它們分為主控車與被控車，共需2臺S7-300PLC.1臺為主控車PLC，負(fù)責(zé)機(jī)組基礎(chǔ)自動(dòng)化，其上的CPU模塊作為PROFIBUS-DPI的主站，通信模塊CP342-5作為PROFIBUS-DP2的主站；另外1臺S7-300PLC作為被控車控制器，其上的CPU模塊作為PROFIBUS-DPI的從站，其他組件與主控車相同。下面以主控車為主要介紹對象進(jìn)行敘述。
主控車系統(tǒng)中共有4臺逆變器，分別驅(qū)動(dòng)大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、主起升結(jié)構(gòu)和副起升機(jī)構(gòu)；1臺整流回饋單元，因其帶有CBP通信板，故為相同《起重運(yùn)輸機(jī)械>2003（7）-DP2從站；操作臺配置1個(gè)ET-20M單元作為PROFIBUS-DPI現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)-DP接口，使用這種CPU能實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，具有速度篼和操作非常簡便的特點(diǎn)。從用戶的角度來看，處理分布式外圍設(shè)備和處理集中式外圍設(shè)備是相同的（即相同的組態(tài)，相同的地址分配，相同的編程）。
-DPI網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)2臺橋式起重機(jī)的主從控制，通訊電纜是傳遞并車信息的媒介。并車邏輯控制由用戶編制的現(xiàn)場控制程序完成，并且通過編制或修改控制程序，隨意設(shè)定主控車和被控車；設(shè)定完成后，若主控車中進(jìn)行操作，通過網(wǎng)絡(luò)可使被控車的操作裝置閉鎖，以防誤操作。此時(shí)，在主控車上利用某機(jī)構(gòu)主令控制器可以控制2臺起重機(jī)參與并車作業(yè)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作；也可使主控車和被控車中參與并車作業(yè)的機(jī)構(gòu)單獨(dú)動(dòng)作，確保吊運(yùn)精度。
PROFIBUS-DP2現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)5通信模塊；從站：4臺逆變器，1個(gè)ET200M從站。將CP342-5通信模塊設(shè)定為*DPMastei“工作模式后，它在程序執(zhí)行時(shí)完成以下功能：-5模塊從DP從站取回診斷數(shù)據(jù)，以判斷DP從站是否已準(zhǔn)備好。
對DP從站進(jìn)行參數(shù)設(shè)定在通信前，每個(gè)DP從站都要從DP主站得到設(shè)定好的參數(shù)。
檢測DP從站的組態(tài)檢測儲(chǔ)存在DP主站里的DP從站的組態(tài)是否與實(shí)際的組態(tài)一致。
監(jiān)測DP從站出失控的DP從站并作被控車逆變器1逆變器2|逆變器3丨￥1ET200M機(jī)組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖標(biāo)記。
在CPU或CP模塊進(jìn)入STOP狀態(tài)時(shí)，將DP系統(tǒng)帶入一個(gè)安全的狀態(tài)。
周期性地對DP從站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸將輸人信息放入DP輸人區(qū)，DP輸出區(qū)的信息被發(fā)出。
DP主站與從站之間的數(shù)據(jù)交換是靠CP模塊中的接收緩沖區(qū)與發(fā)送緩沖區(qū)來完成的。DP主站啟動(dòng)數(shù)據(jù)交換，將數(shù)據(jù)傳出，并將DP從站數(shù)據(jù)取回。主站CPU與CP間數(shù)據(jù)交換需從用戶程序中調(diào)用程序塊。數(shù)據(jù)交換見。
數(shù)據(jù)交換形式簡圖PROFIBUS-DP2現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)DP從站分為ET200M智能從站和帶CBP通信板的逆變器，這2種DP從站與DP主站的通信方法是不同的。
ET200M智能從站安裝在司機(jī)室的操作臺上，主要接受司機(jī)的各種操作命令。
ET200M是一個(gè)模塊化的遠(yuǎn)程I/O站，它與S7-300主站之間的通訊任務(wù)由接口模塊IM153承擔(dān)：輸入、輸出在參數(shù)設(shè)置時(shí)被分配在相應(yīng)的主站上，模塊化的ET200MI/0站的輸入、輸出可通過用戶程序來訪問，訪問方式與S7-300主站的輸入、輸出方式相同。
模板用于逆變器在PROFIBUS網(wǎng)上與PLC主站間實(shí)現(xiàn)快速、精確的通信。CBP板通信的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可分為參數(shù)ID變量（PKW）和過程數(shù)據(jù)（PZD）2類。PKW主要有參數(shù)ID索引及參數(shù)變量；PZD則包括控制字、狀態(tài)字、主設(shè)定及實(shí)際值等，使用CBP時(shí)有5種PPO（processdataobjects）可選擇。在組態(tài)時(shí)，主站要先確定采用哪種PP0方式，PP0方式的選擇決定于自動(dòng)化系統(tǒng)中逆變器需要的上、下傳數(shù)據(jù)的量。使用PKW用戶可隨意讀/寫逆變器中參數(shù)如診斷信息、故障信息等。這樣，在不影響網(wǎng)絡(luò)傳送PZD的情況下，主站可以讀/寫更多的數(shù)據(jù)。
本系統(tǒng)中，各臺逆變器CBP板PP0方式均設(shè)為PP04方式，即不用參數(shù)ID變量，過程參數(shù)使用6個(gè)字。CBP板接收數(shù)據(jù)第1個(gè)字為控制字1，主要控制逆變器的啟動(dòng)、停止、快停、急停等；第2個(gè)字為控制字2，主要控制逆變器的單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)等，第4個(gè)字為速度給定。CBP板發(fā)送數(shù)據(jù)因各逆變器功能的不同而有不同的設(shè)置，但大都包括實(shí)際電壓、電流、頻率、狀態(tài)字1、狀態(tài)字2等。對逆變器而言，只需將前述的一些內(nèi)部參數(shù)設(shè)定好即可，無需再編程。
3結(jié)束語實(shí)踐證明，將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)引入起重機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，給安裝、調(diào)試和維護(hù)工作帶來很大方便；同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行也更加穩(wěn)定可靠。！敬告讀者！起增設(shè)新欄目，并增加印張（由原72頁/期增|至80頁/期）。本著為讀者服務(wù)的宗旨，每期售價(jià)不變，2003年還將出版一期增刊贈(zèng)送訂f戶，歡迎讀者到當(dāng)?shù)剜]局訂閱，郵發(fā)代號：2！
I本刊尚有2000-2002年度期刊合訂本，定價(jià)：150元/本（免費(fèi)郵寄），歡迎訂閱。聯(lián)j|系人：鄭永紅電話：（010）64032277-2257.《起重運(yùn)輸機(jī)械》編輯部|
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2022-03
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