西门子冗余光纤环网在码头皮带机控制系统中的应用

ｔ柙序入口
韧始入堆栈指计 选择寄存器０组 设置ＰＣＯＮ ＯＯＨ
Ｓ嘞５删
ＴＣ０ｈ ５０Ｈ ＴＭＯＤ ２ｌＨ 设置波特率为９６００ ＥＡ Ｅｓ Ｅ丁０ 中断允许 设置时钟为１０吣
初始化Ｐ５７２１９
读开关信息或舰新列帮检 测台显示或泉集电Ｊ｝电流 敷值或发送Ｌ仃机所需信 号或接受来自ｊ：位机的信号
图４主控制程序
定要接好，在实际应用中发现，如果没有接好屏蔽线，
通讯将时通时无，造成通讯极不稳定。
５．２ ＯＬＭ Ｇ１ ２光通信质量检测
集成十ＯＬＭ Ｇ ｌ ２上的信号测量插孔可以用于光通信质
量检测，最低测量电压不能低于１ ００ｍＶ，否则说明光信号
强度达不Ｎｏ Ｌ Ｍ的通信要求。另外，通过指示灯也能查看
光信号的强度，ＣＨ２－ＬＥＶＥＬ或ＣＨ３－ＬＥＶＥＬ的灯如果为红色，
西门子冗余光纤环网
在码头皮带机控制系统中的应用
郭荣平 （重钢电子责任有限公司 重庆，４０００８ １）
摘 要：码头皮带机控制系统点数量多、分布广、通讯要求高，冗余光纤环网作为码头控制系统的通信，是
码头皮带机控制系统网络最优的解决方案。本文以某公司码头皮带机控制系统为例，阐述了如何应用西门子冗余
光纤环网实现码头皮带机的控制网络。
７ 总结 本文以某公司码头皮带机控制为例，介绍了高速冗 （下转第６ ３页）
《自动化与仪器仪表》２００９年第３期（总第１４３期）
３ 软件设计部分ＬＣＡＬＬ ＣＭＤ—ＣＨＫ：接收完毕，转向校验，校验通过则
主要有三个软件模块：与上位机串口通信；采集电
发送
源开关通断信息、总电源的电压、电流值；主控制程序
Ｊ５Leabharlann Baidu舻Ｍ＿ＬＯＯＰＯ
前连接器
６ＥＳ７ ３９２一ＩＡＪＯＯ－ＯＡＡＯ
安装导轨５３０ＭＭ ６ＥＳ７ ３９０－ｌＡｆ唱Ｏ－０ＡＡＯ
６筋，站４
９加ｎ 安装导轨４８０ＭＭ ６ＥＳ７ ３９０－ｉＡＥ８０－０ＡＡＯ
屹 编程电缆
６ＥＳ７ ９７２一ＯＣＢ２伊—０）【』岫
ＰＲＯＦＩＢＩＪＳ总线连接器 ６ＥＳ７ ９７２－０ＢＡ５伊勺ＸＡ０
３。Ｍ
万方数据
西门予冗余光纤环网在码头皮带机控制系统中的应用 郭荣平
展的连接终端，并进行信号的转换和传递。ＯＬＭ Ｇ１２的光 口采用的是Ｓ Ｔ接头，所以光纤的接头也应该采用Ｓ Ｔ接 头。ＯＬＭ Ｇ１２构成如图５所示。
连接过程中，每个光口保证必须有一进一出，否则 将无法进行通讯。
ＲＳ４８５的电气口与ＥＴ２００Ｍ的电气口用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ总线 电缆连接，ＯＬＭ端总线连接器的终端电阻设置为ＯＮ，ＥＴ２００Ｍ 端的终端电阻设置为０ Ｆ Ｆ。值得注意的是总线的屏蔽线一
本系统中有５个ＯＬＭ Ｇｌ ２连接在。‘起构成一个环网， ４个ＯＬＭ Ｇ１２连接４个ＥＴ２００Ｍ静。展，一个０ＬＭ Ｇ１２连接ＣＰＵ作 为总站。ＯＬＭ Ｇ１２的具体连接如图７所示。
图７ ＯＬＭ Ｇ１ ２光纤连接方法
５０
万方数据
图８控制系统中用到ＯＬＭ时的硬件组态
其他的编程和通用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ编程相同，无需再说 明。
Ｍ＿ｒＴｂｌＯＵＴ：ＭｏＶ Ａ，ｒＴｉｍｅｏｕｔ： ＪＮＺ Ｍ＿ＳＥＮＤ： ＣＬＲ ｂｌｎＲｃｖ：接收状态清零 ＣＬＲ ｂｌｎＳｅｎｄ：发送状态清零
ＡＪ肝Ｍ＿ＬｏｏＰ０ Ｍ＿ＳＥＮＤ：３ＮＢ ｂｌｎＳｅｎｄ，Ｍ＿ＬＯＯＰＯ；
ＭＯＶ Ａ，ｒＴｉｍｅｏｕｔ： ＪＺ Ｍ—ＳＥＮＤＯ ＪＮＢ ｂｌｎＳｅｎｄｄ．Ｍ Ｌ００Ｐ０ ＬＣＡＬＬ ＳＥＮＤ—ＣＴ：继续发送信号剩余部分 ＡＪＭＰ Ｍ－Ｌ０（）Ｐｏ Ｍ—ＳＥＮＤＯ：ＣＬＲ ｂｌｎＲｃｖ ＣＬＲ ｂｌｎＳｅｎｄ
Ｍ－Ｌ００Ｐ０：Ｍ０ｖ Ａ，ＴＭ—ＣＯＵＮＴ：
ＣＪＮＥ Ａ，ＴＭ＿Ｒｕｎ，Ｍ＿ＳＥＴＴＭ ＡＪＭＰ Ｍ—ＥＮＤ：
Ｍ＿ＳＥＴＴＭ：ＭＯＶ ＴＭ—ＲＵＮ，ＴＭ—ＣｏＵＮＴ ＬＣＡＬＬ ＴＭ—ＣＬＯＣＫ：采集电压电流值，刷新监测台显示，
Ｍ＿Ｅｎｄ：ＡＪ咿Ｍ－ＬＯｏＰ
４ 结束语 本文介绍了我校为邮科院设计的用于通信机房各列
参考文献 １ 李广弟等．单片机基础［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版，２００４ ２何玉松．基Ｔ＇ＹＤ／Ｔ９３９－２００５标准的直流电源分配列柜的设计［Ｊ］．
电信上程技术与标准化，２００５（４） ３汤春林．Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ６．ｏ程序设计［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，
２００２
（上接第５ Ｏ页）
５．Ｉ ＯＬＭ简介 ＯＬＭ可将ＰＲＯＦＩＢＵＳ光纤网络构成总线、环形或星形拓
朴结构。光纤链路的传输速率与距离无关，最大可为１ ２ Ｍｂｉｔ／ｓ，最大光缆长度可达到１５ｋｍ。
典型的０ＬＭ应用包括： ●基于ＰＲＯＦＩＢＵＳ的系统总线： ●使用玻璃纤维光缆楼宇间组网； ●由电气和光纤段组成的混合网络： ●长距离网络（道路隧道，交通控制系统）； ●具有高可用性要求的网络（冗余环网络）； ●ＯＬＭ／Ｇ１２一ＥＥＣ可用在温度达一２０℃的环境下。 ＯＬＭ Ｇ１２有２个光通道（四个光口）和一·个ＲＳ４８５电气 口，能用于总线的任何节点。电气口连接ＥＴ２００Ｍ（１５３模 块），２个光通道（四个光口）构成冗余光纤环网。０ Ｌ Ｍ Ｇ ｌ ２实际上是一个光电转换工具。它的主要作用是作为扩
通信距离小于５０ｍ，采用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ实现通信要求。飚络 拓扑图及系统构成如图３所示。
图３皮带机控制系统网络拓扑图 ５ 冗余环网的实现
用西门子的光纤链路模块能实现冗余光纤环网。这 里我们用西门子的ＯＬＭ Ｇ１２来实现冗余光纤环网。ＯＬＭ Ｇ１２ 如图４所示。
图４ ０ＬＭ Ｇ１２外观
图２皮带机控制系统网络组态
埒Ｍ 光纤链路模块
６ＧＫＩ ５０３－３ＣＢ００（ＳＴ头）
ｍ
八口光纤终端盒 Ｊ—ＮＥＴ－ＧＰｌ６１一Ｅ
：２坞 交换机
＂ 上位机
Ｐ４ ２．８Ｇ １Ｇ １６０Ｇ １９’ＬＣＤ 瓤一块 块 块 根 个盒台
５。２
３．２硬件组态
冗余光纤环网在组态中是显示不出来的，所以冗余 光纤环网的组态就直接组态Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ就可以了。组态 如图２所示。
制及运行情况的监控。
调试带来了极大的方便。 中控室里配置２台计算机，一台用作监控计算机，一
台为操作员站及工程师站。两套系统同时装有ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ 系统软件．ｑｗ ｉ ｎＣＣ监控生产画面软件，Ｔ程师站装有Ｓ ｉ— ｅｍｅｎｓ Ｓ７５．３软件，通过口令随时对生产程序进行优化与 修改，达到使程序更加完善的目的。两套系统通过Ｈ ｕ ｂ与 ＰＬＣ通讯，稳定的交换机通讯传输为生产提供了可靠的服 务，同时Ｕ ＰＳ的续电能力也为生产提供了可靠的电力供应 保障。系统结构图如图ｌ所示。
中图分类号：ＴＰ２７３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－９２２７（２００９）０３－００４８－０４
ｌ 工况分析 某公司码头共建设３０００吨（兼５０００吨）级的原料进口泊
位３个。１＃泊位为双１０ｔ浮吊，２＃、３＃泊位为双１６ｔ浮吊。 三个泊位布置相同，泊位前方采用双浮吊卸船，船岸连 接采用钢引桥皮带机，斜坡运输采用皮带机（车），后方 设转运站用横向皮带机与陆域』。区原料场衔接。
表１皮带机控制系统设备
序弓 名称 －＿－＿－＿＿＿－＿●＿＿＿－●●＿＿●■＿＿＿■●一 电源模块
订货号
■■■■■■■■●■■＿＿＿■＿＿●■■■■＿＿＿■●＿●■＿＿■＿■■■＿■■■■■＿●■■一 ６ＥＳ７ ３０７—１ＥＡ８０一０ＡＡ０
髓一
●２
ＣＰＵ３１５－２ＤＰ
３ ＭＭＣ卡
６ＥＳ７ ３１５—２ＡＧＩＯ－ＯＡＢＯ
关键词：冗余光纤环网；西门予；０ Ｌ Ｍ；皮带机；控制；自动化
ｐｒ０Ｉ腌ｓｕｃｈ舔ｍａｎｙ ｍＣ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｙｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｕＤｌ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｍａｎｙ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｗｉｄｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ
ｃｏｎｍｕｍｉｃ＝ｉｏｎ ｒｅｑｕｈｅｍｅｎｔｓ．Ｒｅ‘ｋｍｄａｎｔ ｃｏｎｕｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｎｅｔｗｏｄ【ｉｓ ｔｈｅ ｏｐｔｉＩｎａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｕｓｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｙｏｒ
工艺流程：趸船一双１６ｔ（１０ｔ）浮吊一料斗一１＃、２＃ 振动给料机一ｌ＃皮带机－－２＃皮带机（钢引桥皮带机）一 ３＃皮带机（车）－－４＃皮带机（车）－＇５＃皮带机一６＃皮带 机（车）－－７＃皮带机一转运站一Ｊ‘区料场。高水位时， 从２＃皮带机－－－７＃皮带机，不经过３＃、４＃、５＃、６＃皮带机
（车）。 本系统主要完成从３个趸船到Ｊ‘区料场所有设备的控
ｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｙｓｔｅｍ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ａ ｃｏｍｐａｎｙ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｔｏ ｈｍ－ｏｄｕｃｅ ｔｈａｔ ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ｓｉｅｍｅｎｓ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｆｉｂｅｒ ０１）Ｉｉｃ ｒｉｎｇ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋ
ｆｉｂｅｒ晖心ｒｉｎｇ；Ｓｆｆｎｖａｓ；ＯＬＭ；Ｃｏｎｖｅｙｏｒ；Ｃｏｎｔｒｏｌ：Ａｕｇ＇ｏｎ ｏｆ ｔｈｅｃｏｎｖｅｙｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ ｏｆｓｈｉｐｓｉｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏＦｄｓ：Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ
设备端首的直流电源分配列柜，该柜严格按照国家标准
图５人杌对话界面图 部分主程序如下：
虻ＬＯＯＰ：ＪＮＢ ｂｌｎＲｃｖ，Ｍ＿ＳＥＮＤ：不是接收状态，则转向判 断是否为发送
ＪＮＢ ｂｌｎＲｃｖｄ，Ｍ—ｒＴＭＯＵＴ：是接收状态，但未接收完毕， 判断是否超时
进行设计，该直流电源分配列柜丁作性能良好，可靠性 强，显示直观，使用方便，受到用户广泛好评。
６ＥＳ７ ９５３—８Ｌ６Ｉ １（２０）－０ＭＯ
４ ＣＰ ３４３－ｉ
６ＧＫ７ ３４３－ＩＥＸ２ｌ—Ｏ）匣０
５ ＥＴ２０伽
６ＥＳ７ １５３—１从０３＿ｏⅪ｝ｏ
。。。６
６ 电源模块ＰＳ３０７５Ａ ６ＥＳ７ ３０７—１ＥＡＯＯ—ＯＡＡ０
７ ＤＩ
６ＥＳ７ ３２１—１ＦＨ（Ｘ）－０ＡＡＯ
８ Ｄｏ
６ＥＳ７ ３２２—１哪０１—ｏＡＡＯ
为控制系统提供了良好的通讯条件；编程电缆为ｒ程的 收稿日期：２ ０ ０９—０ ３—２ ９ 作者简介：郭荣平（１ ９ ８ ０～），男，助理工程师，主要从事自
动控制设计和研究工作，特别是西门子自动控制在码头．焦化 等行业的应用·
４８
万方数据
图１皮带机控制系统结构图 ３ 硬件配置
！自垫丝：皇垡墨丛耋＆圣ＱＱ皇生筮§塑！望筮！垒≥塑２ ３．１设备表（见表Ｉ）
２ 系统构成 原料码头设集控室于１＃变电所三楼，室内安装３台
ＰＬＣ控制柜，Ｉ台ＣＭＳ柜。控制系统采用Ｓｉｅｍｅｎｓ ＰＬＣ一３００系 列，ＣＰＵ采用型号为３１５—２ＤＰ，同时配置了ＣＰ３４３－ｌ通讯模 块，ＣＰ３４３—１通讯模块用于与上位机通讯。控制系统还配 置了６个远程Ｉ／０站，组成光纤环网。高速度的通讯状态
说明无光信号；如果是绿黄闪烁，说明光信号强度弱；
图５ ＯＬＭ Ｇ１２构成
为黄色说明信号强度能满足ＯＬＭ的通信要求。ＣＨ２和ＣＨ３表 示两个光通道的通信情况，为黄色表示通信正常，红色
ＯＬＭ Ｇ １ ２组成光纤环网，有两种连接方法，如图６所
刁ｉ ｏ
说明通信故障。Ｓ ＹＳＴＥＭ灯表示总线的通信情况，为红色 表示通讯故障，为黄色表示通信正常。另外，具体参见 ０ＬＭ的产品文档。
４ 网络分析 ３个泊位问的距离约２ ０ ０左右，泊位离岸边中控室的
距离约有１．５ ｋ ｍ，由于距离的关系，所以只能采用光纤通 讯的方式。所有的操作及数据都必须交由Ｐ ＬＣ处理，所以 对通讯的要求特别高，如果通讯不正常，生产将无法进 行。所以通讯必须要求冗余，保证通讯的正常。
网络主干网采用高速冗余光纤环网，将各ＰＬＣ站与中 控室连接起来；各０ Ｌ Ｍ与扩展之间的通信距离非常短（一 般都装于同一个ＰＬＣ柜），通过ＣＰ３４３—１采用双绞线以太网 通信；各泊位的ＥＴ２００Ｍ与电气室的ＰＬＣ构成系统，各ＰＬＣ间
Ｉｇｍｉｎａ｜， ■‘－●●●ｍ●＿■
●●ｔｒａｉｎａｌ，●●ｒ－■●ｎ●●， ■ｑ●－■ｍ■＿●■■●●■捕●■■
方法二
图６ ＯＬＭ组成冗余光纤环网的连接方法
６ 软件组态及编程 ６．１硬件组态中应注意的事项
硬件组态和通用的ＰｒｏｆｉｂｕＳ－ＤＰ的组态基本相同，只 是在组态过程中要填写ＯＬＭ的数量及通信长度，在Ｐｒｏｆｉｂｕｓ －ＤＰ网络属性中选择＊ＣａｂｌｅＳ，填写ＯＬＭ的个数，如果是ｓｔｅｐ７ ｖ５．４的版本话还要选择０ＬＭ的犁号，如图８所示。