现场总线PROFIBUS在集装箱检查系统中的应用

1 集装箱检测系统的结构
　　长期以来，对集装箱内装货物的检查由手工完成，检查周期长，检查人员的劳动强度大，而且容易造成漏检。由于射线技术的飞速发展，用Co一60或电子加速器作为放射源的检测与成象技术已经走出了实验室，逐步走向了工业应用图l是集装箱检查系统的结构图，采用Co一60作为放射源。主要由工作现场、主控室、起点控制室、终点控制室、防护墙等组成。
　　工作现场主要由门架系统、导轨等组成。Co一60源、成象系统安装于门架上。门架可以沿导轨双向运行。
　　主控室内有主控台、办公自动化系统等。主控台完成系统的操作、监视和故障诊断，办公自动化系统集成了成象系统的终端和报表打印等功能。
　　起点 终点道杆系统控制待检或已经检完的集装箱的驶人或驶出。
　　由于Co一60放射源在工作状况下对人体有辐射，所以工作现场外围是防护墙。在检测过程中，工作现场是禁止人员进入的。
　　检查系统在工作时，首先将载有集装箱的卡车停在指定位置，然后门架沿轨道前进或后退，每前进或后退一次可以检查一个集装箱。以24m轨道为例，门架运行一次的周期为1min。再辅助办公自动化系统，总的检查周期约为4、5分钟。这不仅提高了检查效率，而且由于射线可以穿透集装箱的每个角落，几乎可以避免漏检和误检。
　　由于工作现场和主控台、起点道杆、终点道杆距离比较远（约1 00m），而且在检测现场有大量的传感器、执行器和驱动机构，如果选择传统的控制方式，电缆数量将非常庞大，很不经济，相应的维护，调试的难度也很大。为此，我们选用了现场总线PROFIBUS，通过阿络实现工作现场、主控台、起点和终点的道杆控制。并通过安装于主控台的工程师站完成系统的监控与故障诊断。监控软件选用了WINCC V5 中文版监控软件。整个系统的自动化程度很高。

2 PROFIBUS现场总线的特点
　　PROFIBUS是欧洲标准，即ENS0170，并于1999年底被确定为IEC61158的一部分 ENS0170标准确保了PROFIBUS不依赖于制造厂商及其开放性 PROFIBUS采用主站一从站的通讯方式。主站决定总线上的数据通讯，当主站得到总线控制权（令牌）时，可以主动发送信息。从站没有总线控制权，它响应主站的请求。
　　PROFIBUS可用于高速和时间苛求的数据传输。PROFIBUS系列包括3个兼容的版本，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS—FMS，PROFIBUS-PA。
　　PROFIBUS-DP是一种高速廉价的网络通讯系统，它是专门为自动控制系统与设备级元件之间进行通讯而设计的。
　　PROFIBUS—DP允许站点增加或减少，而且系统的分步投入也不会影响到其它站点的操作，但系统一旦投入运行，全部设备就必须选用同一通讯速率。选用A 类屏蔽双绞线时，通讯速率可达到12Mb／s。
3 集装箱检查系统的网络结构
　　图2是集装箱检查系统的网络结构。由图2可以看出，电气控制系统分为3部分，一是工作现场控制系统，再者是主控台控制系统，第3是工程师站。

　　由于系统比较庞大， 涉及的操作点、控制点比较多，为了调试、维护的方便，把控制任务分为相对独立但又紧密结台的两部分，每部分有自己的主站CPU。
　　工作现场控制系统通过PROFIBUS完成行走系统的驱动，工作现场信号的采集、执行机构的驱动。主站PLC的CPU选用SIEMENS的$7 3152DP ，从站有操作面板、变频器、远程I／O等。主控台控制系统通过PROFIBUS完起点、终点道杆的控制、状态指示和操作。主站PL C的CPU选用SIEMENS的$7-3 l 5-2DP ，从站有操作面板、CPU 224、远程I／O等。
　　工程师站通过SIEMENS WINCC V5 0 中文版完成过程监控与故障诊断。
　　S7协议是SIEMENS公司开发的用于$7 300、400系列PLC的通讯协议，通讯速率为187．5kb／s。在控制级，使用S7协议的优点是不须额外的投资就可以方便地实现分段调试。提高了系统故障诊断的能力。
4 硬件组态
　　控制系统的硬件组态在SIEMENS公司的STEP7中完成。子站和主站的地址不得重复。通讯速率必须一致。表l是工作现场控制系统元件的硬件组态表，表2是主控台控制系统元件的硬件组态表。

5 结束语
　　作为已获得广泛认同的工业现场总线标准，PROFIBUS以其网络化程度高、通讯速度快．开放、易用、低成本等特点在分布式控制系统中获得了越来越多的应用。与采用集中控制的方式相比，采用PROFIBUS减少了布线，现场安装、调试的工作量大为降低，缩短了系统的开发周期．提高了效率。系统采用的工程师站配有图形化的监控系统，对过程监控的能力、故障的诊断能力大大加强。
　　实践证明，PROFIBUS在集装箱检查系统中的应用是成功的。
参考文献：
[1]束歇尔．仗尔茨．PROFIBUS现场总线技术手册[z]，中国机电一体化技术应用协会现场总线（PROFIBUS）专业委员会．1997
[2]SIEMENS套司STEP7 V50编程[z]，l999