隨著我國對外貿(mào)易量的增加，港口建設(shè)勢在必行。對于舊港口的更新建設(shè)而言，橋門式起重機的電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，特別是對于中遠程 I/O 系統(tǒng)，I/O 模塊通常被設(shè)置在電氣房內(nèi)部，是起重機電控 系統(tǒng)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(tǒng)中，對遠程 I/ O 形式予以有效應(yīng)用，同多個機構(gòu)控制存在聯(lián)系的 I/O 模塊被分布安裝于各分機構(gòu)的控制柜當中。需要注意的是，能夠就近和控制柜內(nèi)部的元件實現(xiàn)連線，最重要的是，各個分機構(gòu)限位信號也同樣會進入到不同機構(gòu)的遠程 I/O 分站中?；诖?，遠程 I/O 和主站 PLC 控制柜 主要是以單根電纜為基礎(chǔ)實現(xiàn)通信，并完成信息交換的 任務(wù)。

一、中遠程 I/O 系統(tǒng)運行原理研究

從本質(zhì)上來講，中遠程 I/O 系統(tǒng)就是 PLC 控制網(wǎng) 絡(luò)。在實際通信過程中，對周期 I/O 方式予以合理運用， 并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)內(nèi)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(yīng)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(fā)揮系統(tǒng)從站的作用。在此基礎(chǔ)上， 應(yīng)將緩沖區(qū)建立在主站當中，同樣在實際工作當中應(yīng)掃 描用戶的相關(guān)信息內(nèi)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(huán)方式 予以合理地運用，并根據(jù)特定順序以及從站實現(xiàn)數(shù)據(jù)與 信息的有效交換，最終將所獲取的信息存儲在緩沖區(qū)域 內(nèi)部，為系統(tǒng)提供所需的服務(wù)。

二、本機控制系統(tǒng)的構(gòu)成

本機控制系統(tǒng) PLC 主要采用的是由西門子公司生 產(chǎn)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/O和PLC變頻器間采用的PROFIBUS總線，有效增強了數(shù)據(jù)的傳輸效果。與此 同時，本機電氣設(shè)備在主梁內(nèi)設(shè)置了電氣房與司機室等 等，進而利用司機室聯(lián)動臺實現(xiàn)對各機構(gòu)的操作目的。 而在 PROFIBUS協(xié)議當中，將 FMS 操作省去，主要目的就是基于 DP 模式可以實現(xiàn)更多用戶數(shù)據(jù)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(gòu)成相對簡單，一般組成部分包含了主、副起升系統(tǒng)與大車機構(gòu)以及小 車機構(gòu)。其中，驅(qū)動系統(tǒng)所采用的是G7變頻裝置， 而控制系統(tǒng)則是可編程控制器的一種，通常被稱之為 PLC。在此基礎(chǔ)上，對 HMI 觸摸屏信息管理系統(tǒng)進行 了有效應(yīng)用。設(shè)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(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴? 設(shè)備電氣裝置主要集中在司機室與主梁內(nèi)電氣房 當中，而實踐工作的開展，工作人員能夠?qū)λ緳C室內(nèi)部 的聯(lián)動臺進行操作，以完成工作任務(wù)。針對電氣控制系 統(tǒng)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(shè)置在司機室內(nèi)，并在其他控制柜當中都構(gòu)建起遠程 I/O 的分站。圖 1 表 示的是 PLC 系統(tǒng)配置圖示。 其中，小車機構(gòu)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(xiàn)數(shù)據(jù)分享的情況，應(yīng)當與 PROFIBUS實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與更新的目的。與此同時， 柜內(nèi)也設(shè)置出遠程I/O分站。具體功能就是采集小車 機構(gòu)輔助信號、外圍限位信號與總接觸器信號。針對主 起升機構(gòu)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(xiàn)主機與變頻控制器的數(shù)據(jù)交換目 的。另外，將主起升機構(gòu)I/O分站設(shè)置在柜內(nèi)，進而 采集多個設(shè)備所產(chǎn)生的信號，為系統(tǒng)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(shè)置在司機室內(nèi)部，包含通信模塊以及 CPU，但并未將I/O模塊進行設(shè)置。所以，與其他的 控制柜對比，實際體積更小。在此基礎(chǔ)上，將I/O模 塊設(shè)置在聯(lián)動控制臺內(nèi)部，并不具備供電電源，因而全 部線路會在聯(lián)動臺內(nèi)部實現(xiàn)連接目的，對通信線路予以 合理利用，更好地實現(xiàn)信息傳遞的目的。 而本機遠程 I/O 則采用過程自動化產(chǎn)品，是 FB 系 列中的一種。因產(chǎn)品的質(zhì)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(shù)予以合理地運用，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器以及 執(zhí)行機構(gòu)同時與控制系統(tǒng)相連。而遠程I/O總線耦合器， 則是將自動化系統(tǒng)要求作為重要基礎(chǔ)展開特殊性的設(shè)計 工作，針對性較強，且效果理想，實際應(yīng)用十分靈活與 方便，備受技術(shù)工作人員認可。而在 PROFIBUS 協(xié)議 當中將FMS操作步驟去除，能夠?qū)φ麢C與DP模式的 用戶數(shù)據(jù)進行傳輸，一定程度上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)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?qū)崿F(xiàn)較大字節(jié)，所以實際的工作效率 也隨之提高。 最后，系統(tǒng)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(shù)據(jù)連接。整個過程中，能夠針對參數(shù) 展開適當?shù)卣{(diào)整，同樣也能夠?qū)崿F(xiàn)改變并調(diào)整總線端子 模塊極限數(shù)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(tǒng)設(shè)備不具備 的，在實際設(shè)計過程中充分彌補了傳統(tǒng)方式的不足之處， 使得作用效果不斷增強。

三、本機控制系統(tǒng)網(wǎng)路組態(tài)的狀況分析

主機系統(tǒng)是通過西門子Step軟件來完成組態(tài)任務(wù)， 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(gòu)建的文件夾Bk 3120 Bk ，隨后把 GSD 文件向其中導(dǎo)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(dǎo)入文件選中，按下左下角的按鈕，實現(xiàn)文

件導(dǎo)入系統(tǒng)的目的。 在上述步驟完成以后，要合理配置網(wǎng)絡(luò)并重新構(gòu) 建網(wǎng)絡(luò)。在此過程中，可以點擊 PROFIBUS 并設(shè)置其 網(wǎng)絡(luò)屬性。在構(gòu)建全新網(wǎng)絡(luò)以后，添加所需從站，節(jié)省 不必要的步驟。另外，遠程I/O系統(tǒng)被應(yīng)用在本機當 中，在線號線控制方面對 PROFIBUS 進行了應(yīng)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(gòu)內(nèi)部各遠 程 PROFIBUS 都能夠獨立輸入亦或是輸出數(shù)據(jù)，為后 期維護與檢修工作的開展奠定了堅實的基礎(chǔ)。在投入實 際使用過程中，若系統(tǒng)仍需改進，僅針對部分設(shè)備與機 構(gòu)改進就可以，無需采取大修大改的方式。中遠程 I/O 系統(tǒng)能夠在多種規(guī)模系統(tǒng)當中應(yīng)用，在與I/O模塊搭 配方面靈活性十分明顯。在構(gòu)建完成 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò) 之后，將全部 DP 從站添加進去，當網(wǎng)絡(luò)配置合格以后， 即可在主機中完成下載。

四、結(jié)語

上文針對中遠程I/O系統(tǒng)運行的基本原理與控制 系統(tǒng)的構(gòu)成，還有網(wǎng)路組態(tài)等問題展開了深入研究與分 析，并對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)予以探討，進一步了解控制系統(tǒng)的 主要原理，把控工作方式，為后期維修與系統(tǒng)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(chǔ)上， 該技術(shù)同樣會實現(xiàn)全新的發(fā)展，使得港口起重機工作的 效率不斷提升。