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港口碼頭用橋門式起重機遠程I/O電氣控制系統淺析 --鄭州愷德爾起重機安全監控系統您的位置:首頁 > 行業知識

港口碼頭用橋門式起重機遠程I/O電氣控制系統淺析 --鄭州愷德爾起重機安全監控系統

來源:愷德爾起重機安全監控管理系統專家 發表日期: 2020-04-02 14:21:00

隨著我國對外貿易量的增加,港口建設勢在必行。對于舊港口的更新建設而言,橋門式起重機的電氣控制系統發揮著關鍵性的作用,特別是對于中遠程 I/O 系統,I/O 模塊通常被設置在電氣房內部,是起重機電控 系統的重要組成,和外圍限位以及其他元件進行連接, 而且連接線始終是一對一直接連接。與此同時,所有的連線都會引入 PLC 中。在控制系統中,對遠程 I/ O 形式予以有效應用,同多個機構控制存在聯系的 I/O 模塊被分布安裝于各分機構的控制柜當中。需要注意的是,能夠就近和控制柜內部的元件實現連線,最重要的是,各個分機構限位信號也同樣會進入到不同機構的遠程 I/O 分站中。基于此,遠程 I/O 和主站 PLC 控制柜 主要是以單根電纜為基礎實現通信,并完成信息交換的 任務。

一、中遠程 I/O 系統運行原理研究

從本質上來講,中遠程 I/O 系統就是 PLC 控制網 絡。在實際通信過程中,對周期 I/O 方式予以合理運用, 并實現了數據內容的有效交換。另外,按照主從方式落 實存取控制,一般情況下會將PLC當作主站,如果情 況特殊還應當利用通信處理器,并將其當做主站,而其 他遠程 I/O 單元則發揮系統從站的作用。在此基礎上, 應將緩沖區建立在主站當中,同樣在實際工作當中應掃 描用戶的相關信息內容,但需要由 CPU 單元承擔。 與此同時,在處理工作過程中,對周期循環方式 予以合理地運用,并根據特定順序以及從站實現數據與 信息的有效交換,最終將所獲取的信息存儲在緩沖區域 內部,為系統提供所需的服務。

二、本機控制系統的構成

本機控制系統 PLC 主要采用的是由西門子公司生 產的 S7-300 系列,與此同時,對 FB 遠程 I/O 予以合 理運用。其中,遠程I/OPLC變頻器間采用的PROFIBUS總線,有效增強了數據的傳輸效果。與此 同時,本機電氣設備在主梁內設置了電氣房與司機室等 等,進而利用司機室聯動臺實現對各機構的操作目的。 而在 PROFIBUS協議當中,將 FMS 操作省去,主要目的就是基于 DP 模式可以實現更多用戶數據的有效傳 輸,而且總線耦合器的類型能夠滿足 128B 輸入與 128B 輸出的要求。 而40/10t動雙梁橋式起重機的構成相對簡單,一般組成部分包含了主、副起升系統與大車機構以及小 車機構。其中,驅動系統所采用的是G7變頻裝置, 而控制系統則是可編程控制器的一種,通常被稱之為 PLC。在此基礎上,對 HMI 觸摸屏信息管理系統進行 了有效應用。設備主機采用的是 S7-300 系列與 FB 遠程 I/O。除此之外,主機、遠程 I/O 與變頻器間采用的是PROFIBUS 總線,進一步增強了數據傳輸的有效性。 設備電氣裝置主要集中在司機室與主梁內電氣房 當中,而實踐工作的開展,工作人員能夠對司機室內部 的聯動臺進行操作,以完成工作任務。針對電氣控制系 統來講,其中主要涵蓋了副起升控制柜、電源與大、小 車控制柜等等。除此之外,將PLC設置在司機室內,并在其他控制柜當中都構建起遠程 I/O 的分站。圖 1 表 示的是 PLC 系統配置圖示。 其中,小車機構主要通過對變頻器的運用控制電 機,如果主機與變頻器要實現數據分享的情況,應當與 PROFIBUS實現數據交換與更新的目的。與此同時, 柜內也設置出遠程I/O分站。具體功能就是采集小車 機構輔助信號、外圍限位信號與總接觸器信號。針對主 起升機構來講,對電機進行控制的過程中,需要采取變 頻控制器操作,而實現主機與變頻控制器的數據交換目 的。另外,將主起升機構I/O分站設置在柜內,進而 采集多個設備所產生的信號,為系統安全運行提供保障, 增強電機控制的有效性,使得操作更加合理與及時。

 

 

將主站設置在司機室內部,包含通信模塊以及 CPU,但并未將I/O模塊進行設置。所以,與其他的 控制柜對比,實際體積更小。在此基礎上,將I/O模 塊設置在聯動控制臺內部,并不具備供電電源,因而全 部線路會在聯動臺內部實現連接目的,對通信線路予以 合理利用,更好地實現信息傳遞的目的。 而本機遠程 I/O 則采用過程自動化產品,是 FB 系 列中的一種。因產品的質量較高且與港口橋式起重機要 求相吻合,因而實際的使用范圍相對廣泛。而 FB 遠程 I/O 對總線技術予以合理地運用,能夠實現傳感器以及 執行機構同時與控制系統相連。而遠程I/O總線耦合器, 則是將自動化系統要求作為重要基礎展開特殊性的設計 工作,針對性較強,且效果理想,實際應用十分靈活與 方便,備受技術工作人員認可。而在 PROFIBUS 協議 當中將FMS操作步驟去除,能夠對整機與DP模式的 用戶數據進行傳輸,一定程度上實現了數據傳輸量的增 加。值得注意的是,這種類型的總線耦合器,在輸入量 與輸出量方面能夠實現較大字節,所以實際的工作效率 也隨之提高。 最后,系統本身采用型號是 3120 總線耦合器,所 以能夠與總線耦合器寄存器直接連接,同樣還能夠在總 線端子當中完成數據連接。整個過程中,能夠針對參數 展開適當地調整,同樣也能夠實現改變并調整總線端子 模塊極限數值的目的,一定程度上增強了工作的靈活程 度,并提高了效率。而以上功能同樣是傳統設備不具備 的,在實際設計過程中充分彌補了傳統方式的不足之處, 使得作用效果不斷增強。

三、本機控制系統網路組態的狀況分析

主機系統是通過西門子Step軟件來完成組態任務, 而具體的操作過程可以由圖 2 表示出來。 首先需要打開所構建的文件夾Bk 3120 Bk ,隨后把 GSD 文件向其中導入,并在菜單欄中找出 Op-tions, 再次打開,進而找到Install GSD FILe選中。除此之外, 需要對全部導入文件選中,按下左下角的按鈕,實現文

 

 

件導入系統的目的。 在上述步驟完成以后,要合理配置網絡并重新構 建網絡。在此過程中,可以點擊 PROFIBUS 并設置其 網絡屬性。在構建全新網絡以后,添加所需從站,節省 不必要的步驟。另外,遠程I/O系統被應用在本機當 中,在線號線控制方面對 PROFIBUS 進行了應用,有 效減少了各柜間的線路長度,且工作量不斷降低,這一 定程度上加快了工作進度。與此同時,機構內部各遠 程 PROFIBUS 都能夠獨立輸入亦或是輸出數據,為后 期維護與檢修工作的開展奠定了堅實的基礎。在投入實 際使用過程中,若系統仍需改進,僅針對部分設備與機 構改進就可以,無需采取大修大改的方式。中遠程 I/O 系統能夠在多種規模系統當中應用,在與I/O模塊搭 配方面靈活性十分明顯。在構建完成 PROFIBUS 網絡 之后,將全部 DP 從站添加進去,當網絡配置合格以后, 即可在主機中完成下載。

四、結語

上文針對中遠程I/O系統運行的基本原理與控制 系統的構成,還有網路組態等問題展開了深入研究與分 析,并對其內部結構予以探討,進一步了解控制系統的 主要原理,把控工作方式,為后期維修與系統更新工作 的開展提供了有力保障。而在科技水平提高的基礎上, 該技術同樣會實現全新的發展,使得港口起重機工作的 效率不斷提升。

 

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