集装箱装卸桥PLC控制系统中若干通信问题的研究
|
摘要
对于一个现代化的集装箱码头来说，集装箱装卸桥的控制系统不仅仅只涉及到单台桥吊的内部控制，而且还包括由多台桥吊组成的群机集控，这样才能对每一台运行的桥吊进行监控和管理。而无论是单台桥吊内部的控制，还是对于多台桥吊的远程监控，所要研究的都是它们的通信问题，即内部通信和外部通信。
文章结合具体的课题，第一章首先从一个具体的集装箱装卸桥控制系统着手，阐明了文章研究的内容为集装箱装卸桥PLC控制系统的通信问题，以及为什么要以此作为研究内容，并简述了国内外对于内部通信和外部通信的研究现状。
从第二章到第四章讨论的是内部通信问题。第二章首先从硬件和软件两方面具体的分析了单台桥吊的PLC控制系统，指出了内部通信问题所涉及的对象是PLC与变频器之间的通信。由于传统的PLC控制网络结构过于复杂，功能则过于简单，而且不同的产品的通信协议互不兼容，使得用户在使用的过程中选用PLC产品受到很大的制约，论文提出了解决这个问题的可能的途径就是利用PROFIBUS现场总线。第三章分析了现场总线的协议模型，并给出了一个典型的PROFIBUS现场总线的拓扑结构，指出这种解决方法是可行的。第四章回到具体课题表明了集装箱装卸桥内部PLC与变频器的通信采用的是PROFIBUS-DP通信，并阐述了系统运行时DP通信采用的数据结构，参数处理原理及DP通信编程中的参数配置。
第五章讨论的是外部通信问题。首先建立了多台桥吊集控系统中远程通信的网络结构，重点讨论了如何将串口通过硬件的方式变为网口接入企业网。然后讨论了远程数据传输的几种常用的方式，最后从一个具体的集装箱装卸桥远程监控的案例入手，阐述了在外部通信中涉及到的一些技术研究。
第六章总结了研究成果并得出了有关PLC内部通信和外部通信的一些基本结论，指出了存在的问题和需要深入研究的方向。
For a modern container port, the control system of the crane is comprised of not only the control of the single crane but also the surveillance and control of many cranes, the communication of which (the interior communication and the exterior communication) is studied in this paper.
Combining with a concrete subject, the first chapter presents the communication in PLC control system in crane will be studied and why must it be studied.
The interior communication is presents from chapter two to chapter four. By analyzing the hardware and software of PLC control system in crane, the second chapter makes clear that the objects of communication are PLC and inverters. Profibus is used in PLC control network in the subject. Chapter three analyzes the protocol of FieldBus and gives a representative Profibus topological. The fourth chapter makes clear that the communication of PLC and inverters is Profibus-DP mode in interior communication. In the chapter the data structure, the principle of parameters dealt with and parameters configuring of DP mode are analyzed.
Chapter five is about the remote surveillance and control of many cranes (the exterior communication). Firstly, the network of the remote surveillance and control of many cranes is made. Then, some modes of remote data communication are presented. Lastly, from a concrete subject, some techniques in exterior communication are analyzed.
Chapter six gives some conclusions about the interior communication and the exterior communication and points that some questions must be resolved as possible as early.
文章结合具体的课题，第一章首先从一个具体的集装箱装卸桥控制系统着手，阐明了文章研究的内容为集装箱装卸桥PLC控制系统的通信问题，以及为什么要以此作为研究内容，并简述了国内外对于内部通信和外部通信的研究现状。
从第二章到第四章讨论的是内部通信问题。第二章首先从硬件和软件两方面具体的分析了单台桥吊的PLC控制系统，指出了内部通信问题所涉及的对象是PLC与变频器之间的通信。由于传统的PLC控制网络结构过于复杂，功能则过于简单，而且不同的产品的通信协议互不兼容，使得用户在使用的过程中选用PLC产品受到很大的制约，论文提出了解决这个问题的可能的途径就是利用PROFIBUS现场总线。第三章分析了现场总线的协议模型，并给出了一个典型的PROFIBUS现场总线的拓扑结构，指出这种解决方法是可行的。第四章回到具体课题表明了集装箱装卸桥内部PLC与变频器的通信采用的是PROFIBUS-DP通信，并阐述了系统运行时DP通信采用的数据结构，参数处理原理及DP通信编程中的参数配置。
第五章讨论的是外部通信问题。首先建立了多台桥吊集控系统中远程通信的网络结构，重点讨论了如何将串口通过硬件的方式变为网口接入企业网。然后讨论了远程数据传输的几种常用的方式，最后从一个具体的集装箱装卸桥远程监控的案例入手，阐述了在外部通信中涉及到的一些技术研究。
第六章总结了研究成果并得出了有关PLC内部通信和外部通信的一些基本结论，指出了存在的问题和需要深入研究的方向。
For a modern container port, the control system of the crane is comprised of not only the control of the single crane but also the surveillance and control of many cranes, the communication of which (the interior communication and the exterior communication) is studied in this paper.
Combining with a concrete subject, the first chapter presents the communication in PLC control system in crane will be studied and why must it be studied.
The interior communication is presents from chapter two to chapter four. By analyzing the hardware and software of PLC control system in crane, the second chapter makes clear that the objects of communication are PLC and inverters. Profibus is used in PLC control network in the subject. Chapter three analyzes the protocol of FieldBus and gives a representative Profibus topological. The fourth chapter makes clear that the communication of PLC and inverters is Profibus-DP mode in interior communication. In the chapter the data structure, the principle of parameters dealt with and parameters configuring of DP mode are analyzed.
Chapter five is about the remote surveillance and control of many cranes (the exterior communication). Firstly, the network of the remote surveillance and control of many cranes is made. Then, some modes of remote data communication are presented. Lastly, from a concrete subject, some techniques in exterior communication are analyzed.
Chapter six gives some conclusions about the interior communication and the exterior communication and points that some questions must be resolved as possible as early.
引文
[1] 丘公伟．可编程序控制器网络通信及应用．清华大学出版社，2000
[2] 齐从谦，王士兰．PLC技术及应用．机械工业出版社，2000
[3] 何衍庆，俞金寿．可编程序控制器原理及应用技巧．化学工业出版社，
[4] 景林，郭建钢．可编程序控制器网络技术及应用．中国林业出版社，2000
[5] 宋伯生．可编程序控制器配置、编程、联网．劳动人民出版社，1998
[6] 宋德玉．可编程序控制器原理有应用系统设计技术．冶金工业出版社
[7] 李梅．PLC与计算机的数据通信．机电工程，2000，6
[8] 景林．可编程序控制器网络在纤维板生产中的应用研究．福建林学院学报，2000
[9] 林明星．PLC与上位计算机通讯监控系统的设计．机电工程，2000，3
[10] 许家安，张新华．远程自动监测系统的研究与开发．绍兴文理学院
[11] 张新华．自动监测系统中的PLC控制．绍兴文理学院
[12] 程相利，毛一心，周建宏 译．数据通讯教程．电子工业出版社，1998
[13] Regis J.(Bud)Bates,Donald W.Gregory最新语音和数据通信手册．机械工业出版社．1998
[14] 郭宗仁，李琰．可编程序控制器及其通信网络技术．人民邮电出版社
[15] 赵跃华．可编程序控制器及其应用．电子科技大学出版社．1998
[16] 王卫兵，高峻峰等．可编程序控制器原理及应用．机械工业出版社．1997
[17] William Stallings著．Data and Computer Communications．电子工业出版社，2000
[18] 彭宏伟，应苏如．在Windows98环境下S7系列PLC与IPC实时通讯的实现．工业控制计算机，2001，2
[19] 李琰，王志凯，郭宗仁．可编程序控制器通信网络技术的程序设计．工业控制计算机，2001，11
[20] 何雄，刘涤尘，管保安．RS-232总线转CAN总线装置的设计与实现．工业控制计算机，2001，1
[21] 刘天键，王勋伯．PC与PLC串行通信程序设计．工业控制计算机，2001，3
[22] 王生发，潘敏．VB下PLC与PC的通信在工业机器人监控系统中的应
用．机电工程，2001，6
[23] SIEMENS SIMATIC STEP 7-Micro编程参考手册．北京，1996
[24] 港口大型装卸机械电气设备的管理与维护．上海海运学院，天津港务局．1999，3
[25] 周明．现场总线控制．中国电力出版社．2002
[26] Drive ES SIMATIC V5.1 Function Block Library DRVDPS7C. SIEMENS
[2] 齐从谦，王士兰．PLC技术及应用．机械工业出版社，2000
[3] 何衍庆，俞金寿．可编程序控制器原理及应用技巧．化学工业出版社，
[4] 景林，郭建钢．可编程序控制器网络技术及应用．中国林业出版社，2000
[5] 宋伯生．可编程序控制器配置、编程、联网．劳动人民出版社，1998
[6] 宋德玉．可编程序控制器原理有应用系统设计技术．冶金工业出版社
[7] 李梅．PLC与计算机的数据通信．机电工程，2000，6
[8] 景林．可编程序控制器网络在纤维板生产中的应用研究．福建林学院学报，2000
[9] 林明星．PLC与上位计算机通讯监控系统的设计．机电工程，2000，3
[10] 许家安，张新华．远程自动监测系统的研究与开发．绍兴文理学院
[11] 张新华．自动监测系统中的PLC控制．绍兴文理学院
[12] 程相利，毛一心，周建宏 译．数据通讯教程．电子工业出版社，1998
[13] Regis J.(Bud)Bates,Donald W.Gregory最新语音和数据通信手册．机械工业出版社．1998
[14] 郭宗仁，李琰．可编程序控制器及其通信网络技术．人民邮电出版社
[15] 赵跃华．可编程序控制器及其应用．电子科技大学出版社．1998
[16] 王卫兵，高峻峰等．可编程序控制器原理及应用．机械工业出版社．1997
[17] William Stallings著．Data and Computer Communications．电子工业出版社，2000
[18] 彭宏伟，应苏如．在Windows98环境下S7系列PLC与IPC实时通讯的实现．工业控制计算机，2001，2
[19] 李琰，王志凯，郭宗仁．可编程序控制器通信网络技术的程序设计．工业控制计算机，2001，11
[20] 何雄，刘涤尘，管保安．RS-232总线转CAN总线装置的设计与实现．工业控制计算机，2001，1
[21] 刘天键，王勋伯．PC与PLC串行通信程序设计．工业控制计算机，2001，3
[22] 王生发，潘敏．VB下PLC与PC的通信在工业机器人监控系统中的应
用．机电工程，2001，6
[23] SIEMENS SIMATIC STEP 7-Micro编程参考手册．北京，1996
[24] 港口大型装卸机械电气设备的管理与维护．上海海运学院，天津港务局．1999，3
[25] 周明．现场总线控制．中国电力出版社．2002
[26] Drive ES SIMATIC V5.1 Function Block Library DRVDPS7C. SIEMENS