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基于PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的橋式起重機控制系統(tǒng)
時間:2022-03-03來源:起重機廠家瀏覽次數(shù):195
西安科技學(xué)院杜京義隨著起重機電控設(shè)備的發(fā)展和設(shè)計思路的不斷創(chuàng)新,針對橋式起重機多個設(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)電機組的橋式起重機組。
現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)是用于過程自動化和制造自動化底層的現(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,容易擴展,網(wǎng)絡(luò)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(zé)機組基礎(chǔ)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(tǒng)中共有4臺逆變器,分別驅(qū)動大車機構(gòu)、小車機構(gòu)、主起升結(jié)構(gòu)和副起升機構(gòu);1臺整流回饋單元,因其帶有CBP通信板,故為相同《起重運輸機械>2003(7)-DP2從站;操作臺配置1個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能實現(xiàn)分布式自動化組態(tài),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(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),實現(xiàn)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(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,在主控車上利用某機構(gòu)主令控制器可以控制2臺起重機參與并車作業(yè)的相應(yīng)機構(gòu)同時動作;也可使主控車和被控車中參與并車作業(yè)的機構(gòu)單獨動作,確保吊運精度。
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從站是否已準備好。
對DP從站進行參數(shù)設(shè)定在通信前,每個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)檢測儲存在DP主站里的DP從站的組態(tài)是否與實際的組態(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機組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖標記。
在CPU或CP模塊進入STOP狀態(tài)時,將DP系統(tǒng)帶入一個安全的狀態(tài)。
周期性地對DP從站進行數(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(wù)由接口模塊IM153承擔(dān):輸入、輸出在參數(shù)設(shè)置時被分配在相應(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)定及實際值等,使用CBP時有5種PPO(processdataobjects)可選擇。在組態(tài)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(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個字。CBP板接收數(shù)據(jù)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(lián)動等,第4個字為速度給定。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)束語實踐證明,將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)引入起重機自動化系統(tǒng),給安裝、調(diào)試和維護工作帶來很大方便;同時,系統(tǒng)運行也更加穩(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,每期售價不變,2003年還將出版一期增刊贈送訂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:150元/本(免費郵寄),歡迎訂閱。聯(lián)j|系人:鄭永紅電話:(010)64032277-2257.《起重運輸機械》編輯部|
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2022-03
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