基于PROFIBUS-DP網絡的橋式起重機控制系統

 

    現場總線網絡是用于過程自動化和制造自動化底層的現場設備或現場儀器互連的通信網絡，是現場通信網絡與控制系統的集成。

 

    PROFIBUS-DP是德國西門子公司推出的現場總線網絡技術，采用RS-485傳輸技術，傳輸速率現場總線的數據鏈路協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議決定總線數據發送權。物理介質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，容易擴展，網絡上*多可連接127個站點，若采用光纜*大傳輸距離可達90km.2機組控制概況與通信方法如所示，機組中共有2臺單小車橋式起重機，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，負責機組基礎自動化，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行敘述。

 

    主控車系統中共有4臺逆變器，分別驅動大車機構、小車機構、主起升結構和副起升機構；1臺整流回饋單元，因其帶有CBP通信板，故為相同《起重運輸機械>2003（7）-DP2從站；操作臺配置1個ET-20M單元作為PROFIBUS-DPI現場總線網絡-DP接口，使用這種CPU能實現分布式自動化組態，具有速度篼和操作非常簡便的特點。從用戶的角度來看，處理分布式外圍設備和處理集中式外圍設備是相同的（即相同的組態，相同的地址分配，相同的編程）。

 

    -DPI網絡，實現2臺橋式起重機的主從控制，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場控制程序完成，并且通過編制或修改控制程序，隨意設定主控車和被控車；設定完成后，若主控車中進行操作，通過網絡可使被控車的操作裝置閉鎖，以防誤操作。此時，在主控車上利用某機構主令控制器可以控制2臺起重機參與并車作業的相應機構同時動作；也可使主控車和被控車中參與并車作業的機構單獨動作，確保吊運精度。

 

    PROFIBUS-DP2現場總線網絡5通信模塊；從站：4臺逆變器，1個ET200M從站。將CP342-5通信模塊設定為*DPMastei“工作模式后，它在程序執行時完成以下功能：-5模塊從DP從站取回診斷數據，以判斷DP從站是否已準備好。

 

    對DP從站進行參數設定在通信前，每個DP從站都要從DP主站得到設定好的參數。

 

    檢測DP從站的組態檢測儲存在DP主站里的DP從站的組態是否與實際的組態一致。

 

    監測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機組網絡結構示意圖標記。

 

    在CPU或CP模塊進入STOP狀態時，將DP系統帶入一個安全的狀態。

 

    周期性地對DP從站進行數據傳輸將輸人信息放入DP輸人區，DP輸出區的信息被發出。

 

    DP主站與從站之間的數據交換是靠CP模塊中的接收緩沖區與發送緩沖區來完成的。DP主站啟動數據交換，將數據傳出，并將DP從站數據取回。主站CPU與CP間數據交換需從用戶程序中調用程序塊。數據交換見。

 

    數據交換形式簡圖PROFIBUS-DP2現場總線網絡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室的操作臺上，主要接受司機的各種操作命令。

 

    ET200M是一個模塊化的遠程I/O站，它與S7-300主站之間的通訊任務由接口模塊IM153承擔：輸入、輸出在參數設置時被分配在相應的主站上，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網上與PLC主站間實現快速、精確的通信。CBP板通信的數據結構可分為參數ID變量（PKW）和過程數據（PZD）2類。PKW主要有參數ID索引及參數變量；PZD則包括控制字、狀態字、主設定及實際值等，使用CBP時有5種PPO（processdataobjects）可選擇。在組態時，主站要先確定采用哪種PP0方式，PP0方式的選擇決定于自動化系統中逆變器需要的上、下傳數據的量。使用PKW用戶可隨意讀/寫逆變器中參數如診斷信息、故障信息等。這樣，在不影響網絡傳送PZD的情況下，主站可以讀/寫更多的數據。

 

    本系統中，各臺逆變器CBP板PP0方式均設為PP04方式，即不用參數ID變量，過程參數使用6個字。CBP板接收數據第1個字為控制字1，主要控制逆變器的啟動、停止、快停、急停等；第2個字為控制字2，主要控制逆變器的單動、聯動等，第4個字為速度給定。CBP板發送數據因各逆變器功能的不同而有不同的設置，但大都包括實際電壓、電流、頻率、狀態字1、狀態字2等。對逆變器而言，只需將前述的一些內部參數設定好即可，無需再編程。

 

    3結束語實踐證明，將網絡通信技術引入橋式起重機自動化系統，給安裝、調試和維護工作帶來很大方便；同時，系統運行也更加穩定可靠。！敬告讀者！起增設新欄目，并增加印張（由原72頁/期增|至80頁/期）。本著為讀者服務的宗旨，每期\售價不變，2003年還將出版一期增刊贈送訂\f戶，歡迎讀者到當地郵局訂閱，郵發代號：2\！

 

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