現場(chǎng)總線(xiàn)Profibus-dp在起重機控制系統的應用

一般說(shuō)起重機機械機構主要是指：起升機構，運行機構，旋轉機構，變幅機構等。對于機構復雜的起重機，多是指：噸位比較龐大，機構比較繁多，控制相對繁瑣，可靠性、安全性要求較高的大型設備。

針對本文要涉及的起重機主要是造船行業(yè)使用的大跨度起重設備，不但機構多，控制復雜，而且跨度大，運行平穩控制要求更高。具體主要機械機構包括：

1、上起升機構，是有上小車(chē)拖動(dòng)，具有2只55KW變頻電動(dòng)機作為起升的機構，上起升機構既可以實(shí)現單動(dòng)作，也可以實(shí)現聯(lián)合動(dòng)作，以配合下起升機構作為吊裝物體的抬吊，翻轉等動(dòng)作要求。

2、下起升機構，是有下小車(chē)拖動(dòng)，具有主起升和副起升兩個(gè)起升機構的機械傳動(dòng)機構，主起升和副起升都可以單獨動(dòng)作，依據吊裝物體不同噸位而使用不同起升機構。

3、小車(chē)運行機構，在上面也提到小車(chē)拖動(dòng)部分，小車(chē)運行就是把起升機構平移傳動(dòng)機械機構，分為上小車(chē)平移機構和小車(chē)平移機構；

4、大車(chē)平移機構，大車(chē)平移機構主要功能就是拖動(dòng)整個(gè)起重機整體結構沿著(zhù)預敷設軌道做平移運動(dòng)結構。

5、電纜傳輸結構，一般是為起重機提供電源的機構，一般有電纜卷筒裝置作為收放電纜要求，按照運行方向做出動(dòng)作的傳動(dòng)機構。

二、Profibus-Dp現場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn)

PROFIBUS-DP用于現場(chǎng)層的高速數據傳送,主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。總線(xiàn)循環(huán)時(shí)間必須要比主站（PLC）程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶(hù)數據傳輸外，PROFIBUS-Dp還提供智能化設備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)．診斷和報警處理。

①傳輸技術(shù)：RS－485雙絞線(xiàn)．雙線(xiàn)電纜或光纜。波特率從9.6K bit/s到12M bit/s。

②總線(xiàn)存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主－從傳送。支持單主或多主系統?？偩€(xiàn)上最站點(diǎn)（主－從設備）數為126。

③通信：點(diǎn)對點(diǎn)（用戶(hù)數據傳送）或廣播（控制指令）。循環(huán)主－從用戶(hù)數據傳送和非循環(huán)主－主數據傳送。

④運行模式：運行、清除、停止。

⑤同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。

⑥功能：DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶(hù)有數據傳送。各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和可激活。DP從站組態(tài)的檢查。強大的診斷功能，三級診斷診斷信息。輸入或輸出的同步。通過(guò)總線(xiàn)給DP從站賦予地址。通過(guò)部線(xiàn)對DP主站（DPM1）進(jìn)行配置，每DP從站的輸入和輸出數據最大為246字節。

⑦可靠性和保護機制：所有信息的傳輸按海明距離HD＝４進(jìn)行。DP從站帶看門(mén)狗定時(shí)器（Watchdog Timer）。對DP從站的輸入／輸出進(jìn)行存取保護。DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶(hù)數據傳送監視。

⑧設備類(lèi)型：第二類(lèi)DP主站（DPM2）是可進(jìn)行編程．組態(tài)．診斷的設備。第一類(lèi)DP主站（DPM1）是中央可編程控制器，如PLC、PC等。DP從站是帶二進(jìn)制值或模擬量輸入輸出的驅動(dòng)器．閥門(mén)等。

三、PROFIBUS-Dp分布設計思路

1、起重機電氣系統設計框圖（PLC部分）

圖一：起重機電氣系統設計框圖

PLC采用歐姆龍CS1G系列，中央控制單元為CS1G-CPU42，現場(chǎng)總線(xiàn)控制模塊為CS1G-PRM21。作為現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS-Dp控制總站，各機構變頻器，行走糾偏編碼器等作為現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS-Dp控制從站。由于總線(xiàn)距離比較長(cháng)，線(xiàn)路中設置PROFIBUS-Dp中繼器以延長(cháng)總線(xiàn)通訊距離。

2、PROFIBUS-Dp的單元設置示意圖

四、現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS-Dp通訊程序編寫(xiě)

1、主起升機構程序示例

圖三：主起升程序

2、鑒于其他機構程序編寫(xiě)和主起升機構程序類(lèi)似，在此不再一一列出?？梢詤⒖贾髌鹕龣C機構程序編寫(xiě)。

參考文獻：

1、歐姆龍CS1G系列PLC編程手冊；

2、歐姆龍CS1G系列PLC硬件手冊；

3、歐姆龍PROFIBUS-Dp手冊；

4、起重機機械設計手冊。