摘 要：簡要介紹了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，論述了基于PROFIBUS的集裝箱檢查系統(tǒng)的組成與原理，并詳細(xì)介紹了電氣控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；PROFIRBUS

Application of PROFIBUS in the container inspecting system

（Academy of Machinery Science＆Technology，Beijing 1 00044，China） Abstract：This paper briefly introduced the character of PRORBUS described the structure andprinciple of the container inspecting system．Then introduced the network structure ofthe electric control system Key words：FieldBus；PROFIBUS 1 集裝箱檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 　　長期以來，對(duì)集裝箱內(nèi)裝貨物的檢查由手工完成，檢查周期長，檢查人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且容易造成漏檢。由于射線技術(shù)的飛速發(fā)展，用Co一60或電子加速器作為放射源的檢測與成象技術(shù)已經(jīng)走出了實(shí)驗(yàn)室，逐步走向了工業(yè)應(yīng)用圖l是集裝箱檢查系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，采用Co一60作為放射源。主要由工作現(xiàn)場、主控室、起點(diǎn)控制室、終點(diǎn)控制室、防護(hù)墻等組成。 　　工作現(xiàn)場主要由門架系統(tǒng)、導(dǎo)軌等組成。Co一60源、成象系統(tǒng)安裝于門架上。門架可以沿導(dǎo)軌雙向運(yùn)行。 　　主控室內(nèi)有主控臺(tái)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等。主控臺(tái)完成系統(tǒng)的操作、監(jiān)視和故障診斷，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)集成了成象系統(tǒng)的終端和報(bào)表打印等功能。 　　起點(diǎn) 終點(diǎn)道桿系統(tǒng)控制待檢或已經(jīng)檢完的集裝箱的駛?cè)嘶蝰偝觥? 　　由于Co一60放射源在工作狀況下對(duì)人體有輻射，所以工作現(xiàn)場外圍是防護(hù)墻。在檢測過程中，工作現(xiàn)場是禁止人員進(jìn)入的。 　　檢查系統(tǒng)在工作時(shí)，首先將載有集裝箱的卡車停在指定位置，然后門架沿軌道前進(jìn)或后退，每前進(jìn)或后退一次可以檢查一個(gè)集裝箱。以24m軌道為例，門架運(yùn)行一次的周期為1min。再輔助辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，總的檢查周期約為4、5分鐘。這不僅提高了檢查效率，而且由于射線可以穿透集裝箱的每個(gè)角落，幾乎可以避免漏檢和誤檢。 　　由于工作現(xiàn)場和主控臺(tái)、起點(diǎn)道桿、終點(diǎn)道桿距離比較遠(yuǎn)（約1 00m），而且在檢測現(xiàn)場有大量的傳感器、執(zhí)行器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如果選擇傳統(tǒng)的控制方式，電纜數(shù)量將非常龐大，很不經(jīng)濟(jì)，相應(yīng)的維護(hù)，調(diào)試的難度也很大。為此，我們選用了現(xiàn)場總線PROFIBUS，通過阿絡(luò)實(shí)現(xiàn)工作現(xiàn)場、主控臺(tái)、起點(diǎn)和終點(diǎn)的道桿控制。并通過安裝于主控臺(tái)的工程師站完成系統(tǒng)的監(jiān)控與故障診斷。監(jiān)控軟件選用了WINCC V5 中文版監(jiān)控軟件。整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度很高。 2 PROFIBUS現(xiàn)場總線的特點(diǎn) 　　PROFIBUS是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，即ENS0170，并于1999年底被確定為IEC61158的一部分 ENS0170標(biāo)準(zhǔn)確保了PROFIBUS不依賴于制造廠商及其開放性 PROFIBUS采用主站一從站的通訊方式。主站決定總線上的數(shù)據(jù)通訊，當(dāng)主站得到總線控制權(quán)（令牌）時(shí)，可以主動(dòng)發(fā)送信息。從站沒有總線控制權(quán)，它響應(yīng)主站的請(qǐng)求。 　　PROFIBUS可用于高速和時(shí)間苛求的數(shù)據(jù)傳輸。PROFIBUS系列包括3個(gè)兼容的版本，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS—FMS，PROFIBUS-PA。 　　PROFIBUS-DP是一種高速廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，它是專門為自動(dòng)控制系統(tǒng)與設(shè)備級(jí)元件之間進(jìn)行通訊而設(shè)計(jì)的。 　　PROFIBUS—DP允許站點(diǎn)增加或減少，而且系統(tǒng)的分步投入也不會(huì)影響到其它站點(diǎn)的操作，但系統(tǒng)一旦投入運(yùn)行，全部設(shè)備就必須選用同一通訊速率。選用A 類屏蔽雙絞線時(shí)，通訊速率可達(dá)到12Mb／s。 3 集裝箱檢查系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 　　圖2是集裝箱檢查系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由圖2可以看出，電氣控制系統(tǒng)分為3部分，一是工作現(xiàn)場控制系統(tǒng)，再者是主控臺(tái)控制系統(tǒng)，第3是工程師站。 　　由于系統(tǒng)比較龐大， 涉及的操作點(diǎn)、控制點(diǎn)比較多，為了調(diào)試、維護(hù)的方便，把控制任務(wù)分為相對(duì)獨(dú)立但又緊密結(jié)臺(tái)的兩部分，每部分有自己的主站CPU。 　　工作現(xiàn)場控制系統(tǒng)通過PROFIBUS完成行走系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)，工作現(xiàn)場信號(hào)的采集、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。主站PLC的CPU選用SIEMENS的$7 3152DP ，從站有操作面板、變頻器、遠(yuǎn)程I／O等。主控臺(tái)控制系統(tǒng)通過PROFIBUS完起點(diǎn)、終點(diǎn)道桿的控制、狀態(tài)指示和操作。主站PL C的CPU選用SIEMENS的$7-3 l 5-2DP ，從站有操作面板、CPU 224、遠(yuǎn)程I／O等。 　　工程師站通過SIEMENS WINCC V5 0 中文版完成過程監(jiān)控與故障診斷。 　　S7協(xié)議是SIEMENS公司開發(fā)的用于$7 300、400系列PLC的通訊協(xié)議，通訊速率為187．5kb／s。在控制級(jí)，使用S7協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是不須額外的投資就可以方便地實(shí)現(xiàn)分段調(diào)試。提高了系統(tǒng)故障診斷的能力。 4 硬件組態(tài) 　　控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)在SIEMENS公司的STEP7中完成。子站和主站的地址不得重復(fù)。通訊速率必須一致。表l是工作現(xiàn)場控制系統(tǒng)元件的硬件組態(tài)表，表2是主控臺(tái)控制系統(tǒng)元件的硬件組態(tài)表。 5 結(jié)束語 　　作為已獲得廣泛認(rèn)同的工業(yè)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PROFIBUS以其網(wǎng)絡(luò)化程度高、通訊速度快．開放、易用、低成本等特點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中獲得了越來越多的應(yīng)用。與采用集中控制的方式相比，采用PROFIBUS減少了布線，現(xiàn)場安裝、調(diào)試的工作量大為降低，縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期．提高了效率。系統(tǒng)采用的工程師站配有圖形化的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)過程監(jiān)控的能力、故障的診斷能力大大加強(qiáng)。 　　實(shí)踐證明，PROFIBUS在集裝箱檢查系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的。 參考文獻(xiàn)： [1]束歇爾．仗爾茨．PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)手冊(cè)[z]，中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)現(xiàn)場總線（PROFIBUS）專業(yè)委員會(huì)．1997 [2]SIEMENS套司STEP7 V50編程[z]，l999