現(xiàn)場總線Profibus-dp在起重機控制系統(tǒng)的應用

一般說起重機機械機構(gòu)主要是指：起升機構(gòu)，運行機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，變幅機構(gòu)等。對于機構(gòu)復雜的起重機，多是指：噸位比較龐大，機構(gòu)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(gòu)多，控制復雜，而且跨度大，運行平穩(wěn)控制要求更高。具體主要機械機構(gòu)包括：

1、上起升機構(gòu)，是有上小車拖動，具有2只55KW變頻電動機作為起升的機構(gòu)，上起升機構(gòu)既可以實現(xiàn)單動作，也可以實現(xiàn)聯(lián)合動作，以配合下起升機構(gòu)作為吊裝物體的抬吊，翻轉(zhuǎn)等動作要求。

2、下起升機構(gòu)，是有下小車拖動，具有主起升和副起升兩個起升機構(gòu)的機械傳動機構(gòu)，主起升和副起升都可以單獨動作，依據(jù)吊裝物體不同噸位而使用不同起升機構(gòu)。

3、小車運行機構(gòu)，在上面也提到小車拖動部分，小車運行就是把起升機構(gòu)平移傳動機械機構(gòu)，分為上小車平移機構(gòu)和小車平移機構(gòu)；

4、大車平移機構(gòu)，大車平移機構(gòu)主要功能就是拖動整個起重機整體結(jié)構(gòu)沿著預敷設軌道做平移運動結(jié)構(gòu)。

5、電纜傳輸結(jié)構(gòu)，一般是為起重機提供電源的機構(gòu)，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作的傳動機構(gòu)。

二、Profibus-Dp現(xiàn)場總線的技術特點

PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)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。總線循環(huán)時間必須要比主站（PLC）程序循環(huán)時間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-Dp還提供智能化設備所需的非周期性通信以進行組態(tài)．診斷和報警處理。

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

②總線存取：各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主－從傳送。支持單主或多主系統(tǒng)。總線上最站點（主－從設備）數(shù)為126。

③通信：點對點（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。循環(huán)主－從用戶數(shù)據(jù)傳送和非循環(huán)主－主數(shù)據(jù)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)用戶有數(shù)據(jù)傳送。各DP從站的動態(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。通過總線給DP從站賦予地址。通過部線對DP主站（DPM1）進行配置，每DP從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為246字節(jié)。

⑦可靠性和保護機制：所有信息的傳輸按海明距離HD＝４進行。DP從站帶看門狗定時器（Watchdog Timer）。對DP從站的輸入／輸出進行存取保護。DP主站上帶可變定時器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。

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

三、PROFIBUS-Dp分布設計思路

1、起重機電氣系統(tǒng)設計框圖（PLC部分）

圖一：起重機電氣系統(tǒng)設計框圖

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

2、PROFIBUS-Dp的單元設置示意圖

四、現(xiàn)場總線PROFIBUS-Dp通訊程序編寫

1、主起升機構(gòu)程序示例

圖三：主起升程序

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

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。