CANopen总线系统在250t门座式起重机上的应用

1 系统概况

门座式起重机作为在港口及造船上使用的物流装卸没备，其电控系统大都采用PLC集中统一的控制方式即电气室设盘一套PLC系统．所有外部控制信息均以电缆的形式连接至PLC本文介绍的CANopen现场总线系统是住电气室设置一套PLC作为事站，在司机室、机下行止电气室设置PLC分站，主站与分站之间通过一根专用屏蔽电缆连接．主站‘j从站之间以CANopen通讯协议进行数据交换，在1000～20m之间的数据传输速率为50klfit/s～1Mbit/s．夺设备总线长度小超过50m，经实测速率可达500kbit/s．满足各种工况要求。由于CANopen总线足能支持多主站的总线系统，刚络中的各个节点均可通过总线进行访问，可实现多台设备的瓦联：CAN(1pen总线传输距离远，因此它的可靠性很高，抗干扰能力强，在起重机上应用具有广阔的前景。

2 项目介绍

本系统应用于船厂一台250t门座起重机上，此设备主要通过起升、变幅、旋转、行走几大机构协同进行物料装卸作业、操作人员在司机室内通过联动操作台上的开关、按钮、主令控制器等完成各种作业。各个机构采用变频器驱动，其结构总图及电气设备的分布示意如图1。

主要技术参数：
主起n：250tx(25～30)m；200tx(25～36)m
150tx(25～47)m：140tx(25～50)m
起升高度：轨上80m：轨下5m
起升速度：250,1501时．04～4m/min；140t时，0.65-6.5m/min
副起升：30/15t*(28～54)mm
起升高度：轨上70m；轨下5m。
起升速度：15t时．2.5～25m/min，30t时，1.5～15m/min
变幅速度：1.2-12m/rain；回转速度：0.3r/min；大车行
走速度：26m/min

3 控制系统

本系统采用施耐德公司Modicon M258可编程控制器(PLC)，带有CANopen总线通讯接口，变频器选用施耐德公司ATV71高性能变频器．主要模块选型如下：

3.1 电气室主站

中央处理器模块：TM258LF42DT 1块，工作存储器1024kB．本身自带42I/O；配电模块：CPDM l块．提供模块电源；数7量输人模块：TM5SDll2D 3块，采集外部数据；软件编科电缆：TCS*(XCN AM UM3P1根。

3.2 司机室远程从站

远程通讯模块：OTBlC0DM9LP 1块：
数字量输人模块：TFM2DDll6DT 2块：
数字缝输人输mj昆合模块：TM2DMM24DRF 1块，，

3.3机下行走远程从站

远程通讯模块：OTBlCODM9LP 1块：
数字量输入输出混合模块：TM2DMM24DRF1 1块：

3.4监控系统

HMISTU855 1个，放置在司机室内。

3.5 驱动系统

主起升变频器1台：ATV71系列．放置在电气室内；
副起升变频髀l台：ATV7I系列．放置在电气室内；
变幅坐频器1台：ATV7I系列．放置在电气室内；
回转变频器1台：A1、V71系列，放置在电气室内。

电气室、司机室、机下远程、变频器构成CANopen通讯总线网络。拓扑图如图2所示。

4 Somachine PLC编程软件硬件组态

如图3，通过在软件配置界面下加入PLC主控制器并激活CANopen总线管理器，在空闲端口依次添加远程设备(需要先通过advantys软件创建远程通讯模块的eds文件)、变频器，在ethernet端口添加ModbusTCP，添加HMI设备，并与ModbusTCP端口相连，即完成了PLC的硬件配置，CANopen总线上的每个设备都自动分配了相应缸的站号和映射地址。

5 变频器CANopen总线通讯

(1)根据ATV71内部寄存器以及对应功能(表1)，对ATV71尘频器实现CANopcn通信控制的状态字和控制字(表2)．
(2)SchneiderATV71变频器CANopen控制过程如图4。
(3)变量声明。

6 结语

经过实践，CANopen总线系统在250t门座式起重机上应用，总线的开放式互联增加了系统的可控性．它优越的抗干扰能力也提高了系统的可靠性，从而为今后的大规模推广奠定了基础。