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基于AS-I和Profibus总线通讯的岸桥吊具上架改造

更新时间:2016-07-05

1 引言

某集装箱码头的吊具上架使用长达15 a,锁头锁套磨损严重,开闭所拉杆窜动明显,限位感应信号不稳定,存在安全隐患。目前,桥吊与吊具的控制采用点对点的通讯方式,即对桥吊吊具命令的下达和吊具信号的反馈都是220 V和24 V的电信号通过吊具卷缆里每一芯电缆线传输的。其缺点是:占用了大量的电缆线,备用电缆芯少,维修不便,电缆使用寿命短;司机室的电控柜作为一个中转站,需要很多的中间转换继电器,增加了故障点;桥吊主PLC无法读取吊具里的程序,吊具维修只能靠故障现象和经验来判断处理,增加了故障的诊断难度和维修时间。

综上所述,有效的生活护理干预能够提高糖尿病的临床治疗效果,减少并发症的发生,提高患者对护理的满意度,改善患者生命质量,具有临床价值。

首先以物质文化遗产为例。“靠山吃山,靠水吃水”,长久以来生活在贵州这样的自然环境中,当地人民形成了与自然和谐共生的生态关系。例如,贵州省的传统建筑为纯木结构的瓦房。这里的山上遍生杉树和松树,这为建筑房屋提供了大量木材。作为桐油的主要产地,当地人为了延长房屋的寿命,还会在木质房屋的表面还会涂上一层桐油。经过长时间的雨水冲刷之后房屋呈现灰褐色,与其所处的山林环境融为一体。除此了普遍存在的纯木结构的建筑之外,安顺屯堡区的纯石头建筑,也是当地人就地取材建筑而成。这些充满民族特色的建筑形式与周围的自然环境构成了独具特色的景观。

改造后的新上架,机械方面满足了各项技术要求,电气方面采用了AS-I总线通讯方式,除几根电源线以外,所有的命令线和信号线的功能只需电缆中的2根芯线就可解决,省去了司机室电气柜里繁多的中转继电器,命令与信号直接进入PLC;吊具的控制器、电源以及通讯模块安装在司机室电控柜中,吊具自身不带控制器,从而减少了作业过程中吊具受到冲击震动带来的故障隐患。

2 AS-I总线通讯

AS-I(actuator-sensor-interface)接口是整个工业通讯网络中最底层、最低级的总线,直接与现场的传感器和执行器等连接,只负责简单的数据采集与传输,实用性和操作性很高。AS-I总线的特点是:应用简捷、成本低、可靠性高、速度快、系统开放。它可以在简单应用中自成系统,也可以通过连接模块与各种高层总线连接。它取代了传统自控系统中繁琐的底层连线,实现了现场设备信号的数字化和故障诊断的现场化、智能化,大大提高了整个系统的可靠性,节约安装、调试和维护成本[1]

西门子PLC S7-300系列中的通讯模块CP343-1是用来实现西门子PLC S7-300系列与其他西门子设备之间通过以太网通讯的模块,1CX10支持的通讯协议有:ISO-on-TCP传输协议、TCP/IP传输协议、UDP传输协议、S7通信、PG/OP通信、PROFINET设备等[2-3]

3 网络构架的设计和核心组件

设置工控机的接口面板,打开S7中的Set PC/PG interface,选择TCP/IP,将地址设置为IP address-192.168.100.36。

对CP343-1通讯模块的地址设置:打开模块下PN-IO(RO/SS.1)属性对话框,选择以太网接口设置界面Properties-interface PN-IO(RO/SS.1),将IP地址设为IP address-192.168.1.36。

3.1 CP343-1模块

AS-I电源是AS-I网络的1个组成部分。它们提供系统的电子设备(主站和模块)和连接的传感器技术。而且,AS-I电源的集成数据解耦可以确保数据和电能分隔,使得AS-I能够在1条线路上传输数据和电源。

3.2 CP343-2模块

西门子PLC S7-300系列中的通讯模块CP343-2是用来实现西门子PLC S7-300系列和西门子分布式I/O设备ET200M通讯的AS-Interface主站,采用的通讯协议是AS-Interface。它支持所有的AS-Interface主站并且符合接口技术规范,最多可连接62个AS-Interface从站设备并进行集成的模拟量传输,模块上具有LED指示,可显示运行状态、准备情况、电压错误等信息。

3.3 DP/DP Coupler模块

DP/DP Coupler模块用于连接2个Profibus-DP主站网络,以便在这2个主站网络之间进行数据通讯,数据通讯区最高可以达244字节输入和244字节输出。DP/DP Coupler模块有以下3个特点:

(3)可通过DIL开关,Step7或其他编程工具设定Profibus站地址,双路冗余供电方式[4-5]

(2)2个网络电气隔离,1个网段故障不影响另一个网段的运行,支持DPV1全模式诊断。

刘玉还告诉记者,同年,他参加了乌拉特前旗农牧业局农广校组织的新型职业农民培训,为期一周的培训让他收获很大。当他将精准配肥技术的情况向农广校郝霞校长汇报时,得到了郝校长的鼓励。这再次坚定了他的信心。在郝校长的鼓励下,刘玉成立了玉稼兴合作社。“我希望通过新技术、新理念能够实现助推马卜子农业发展的愿望。”刘玉说。

(1)连接2个不同的Profibus网络进行通讯,2个网络的通讯速率、站地址可以不同,最多可以建立16个I/O数据交换区。

在西门子S7平台上对硬件进行组态,按照电源模块(PS)、中央处理器单元(CPU)、信号模块(SM)、PROFIBUS总线电缆、编程器(PG)连接电缆的顺序将各个元器件对应的名称型号、订货号在机架列表中选出:1号槽:PS307A;2号槽:CPU 315-2 DP;4号槽:CP343-2;5号槽:CP343-1。

4 硬件的组态配置以及通讯设置

4.1 网络硬件的组态及配置

总线网络示意图见图1。

则 g(*,·)L2(Γ×R+;η)。这说明简单函数全体S(Γ;η)在Dom 中,故 稠定,从而 是L2(Γ;η)中稠定无界线性算子。

4.2 网络通讯的参数设置

整个通讯网络设计采用通讯模块CP343-2来实现司机室与吊具的AS-I总线通讯;采用通讯模块CP343-1来实现吊具程序与岸桥工况机的交互;同时使用了DP/DP Coupler模块来解决西门子与ABB之间Profibus-DP总线网络的融合。

图1 总线网络示意图

4.3 工控机对吊具程序的查看和在线修改

所有设置完成后,重新打开西门子S7平台,选择文件File,打开对应的吊具程序,双击进入具体的程序块NETWORK(1…N),点击在线功能,就可实时监测具体的命令及信号状态。

5 岸桥上架改造前后使用情况

岸桥上架改造前后使用情况对比见表1。

首先根据实际调查的采集需求由专人在服务器端设计相应数据库,并完成实体表设计,然后根据相应实体表编写页面,并加入操作菜单,对数据输入项进行特性设置,使其满足对应表中的元数据要求。

表1 岸桥上架改造前后使用情况对比

对比项目改造前点对点通讯方式改造后AS⁃I通讯方式吊具电缆 占用45芯电缆线;备用线少 占用13芯电缆线;备用线多通讯方式 需要中转继电器;增加故障点 无需中转继电器;减少故障点备用插头 触点多且需焊接;制作复杂 触点少直接插线;制作简单抗冲击性 吊具带PLC受冲击影响;故障多 吊具无PLC无冲击影响;故障少交互性 无法在线吊具程序;排障速度慢 可以在线吊具程序;排障速度快备用吊具 备用吊具少;通用性差 备用吊具多;通用性强

6 结语

改造后的岸桥吊具上架经过一段时间的使用,机械结构和电气通讯等方面工作稳定,吊具故障明显减少,岸桥的单机作业效率得到提升,为现场备用吊具的互换性和统一性提供了有力的保证。

参 考 文 献

[1] 王俊杰.AS-I现场总线原理和系统[M].北京:机械工业出版社,2012.

[2] 周志敏.Profibus总线系统设计与应用[M].北京:中国电力出版社,2009.

[3] 王德吉.西门子工业网络通信技术[M].北京:机械工业出版社,2012.

[4] 张志勇.基于PROFIBUS和AS-i的现场总线控制系统设计与研究[D]. 南京:南京理工大学,2002.

[5] 周忠海,张涛,蒋慧略,等. Profibus和AS-i总线在翻车机系统中的应用[J]. 山东科学,2005(5):12-15.

许博,王庆军,黄健
《港口装卸》 2018年第02期
《港口装卸》2018年第02期文献

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