現場總線PROFIBUS在集裝箱檢查系統中的應用

1 集裝箱檢測系統的結構
　　長期以來，對集裝箱內裝貨物的檢查由手工完成，檢查周期長，檢查人員的勞動強度大，而且容易造成漏檢。由于射線技術的飛速發展，用Co一60或電子加速器作為放射源的檢測與成象技術已經走出了實驗室，逐步走向了工業應用圖l是集裝箱檢查系統的結構圖，采用Co一60作為放射源。主要由工作現場、主控室、起點控制室、終點控制室、防護墻等組成。
　　工作現場主要由門架系統、導軌等組成。Co一60源、成象系統安裝于門架上。門架可以沿導軌雙向運行。
　　主控室內有主控臺、辦公自動化系統等。主控臺完成系統的操作、監視和故障診斷，辦公自動化系統集成了成象系統的終端和報表打印等功能。
　　起點 終點道桿系統控制待檢或已經檢完的集裝箱的駛人或駛出。
　　由于Co一60放射源在工作狀況下對人體有輻射，所以工作現場外圍是防護墻。在檢測過程中，工作現場是禁止人員進入的。
　　檢查系統在工作時，首先將載有集裝箱的卡車停在指定位置，然后門架沿軌道前進或后退，每前進或后退一次可以檢查一個集裝箱。以24m軌道為例，門架運行一次的周期為1min。再輔助辦公自動化系統，總的檢查周期約為4、5分鐘。這不僅提高了檢查效率，而且由于射線可以穿透集裝箱的每個角落，幾乎可以避免漏檢和誤檢。
　　由于工作現場和主控臺、起點道桿、終點道桿距離比較遠（約1 00m），而且在檢測現場有大量的傳感器、執行器和驅動機構，如果選擇傳統的控制方式，電纜數量將非常龐大，很不經濟，相應的維護，調試的難度也很大。為此，我們選用了現場總線PROFIBUS，通過阿絡實現工作現場、主控臺、起點和終點的道桿控制。并通過安裝于主控臺的工程師站完成系統的監控與故障診斷。監控軟件選用了WINCC V5 中文版監控軟件。整個系統的自動化程度很高。

2 PROFIBUS現場總線的特點
　　PROFIBUS是歐洲標準，即ENS0170，并于1999年底被確定為IEC61158的一部分 ENS0170標準確保了PROFIBUS不依賴于制造廠商及其開放性 PROFIBUS采用主站一從站的通訊方式。主站決定總線上的數據通訊，當主站得到總線控制權（令牌）時，可以主動發送信息。從站沒有總線控制權，它響應主站的請求。
　　PROFIBUS可用于高速和時間苛求的數據傳輸。PROFIBUS系列包括3個兼容的版本，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS—FMS，PROFIBUS-PA。
　　PROFIBUS-DP是一種高速廉價的網絡通訊系統，它是專門為自動控制系統與設備級元件之間進行通訊而設計的。
　　PROFIBUS—DP允許站點增加或減少，而且系統的分步投入也不會影響到其它站點的操作，但系統一旦投入運行，全部設備就必須選用同一通訊速率。選用A 類屏蔽雙絞線時，通訊速率可達到12Mb／s。
3 集裝箱檢查系統的網絡結構
　　圖2是集裝箱檢查系統的網絡結構。由圖2可以看出，電氣控制系統分為3部分，一是工作現場控制系統，再者是主控臺控制系統，第3是工程師站。

　　由于系統比較龐大， 涉及的操作點、控制點比較多，為了調試、維護的方便，把控制任務分為相對獨立但又緊密結臺的兩部分，每部分有自己的主站CPU。
　　工作現場控制系統通過PROFIBUS完成行走系統的驅動，工作現場信號的采集、執行機構的驅動。主站PLC的CPU選用SIEMENS的$7 3152DP ，從站有操作面板、變頻器、遠程I／O等。主控臺控制系統通過PROFIBUS完起點、終點道桿的控制、狀態指示和操作。主站PL C的CPU選用SIEMENS的$7-3 l 5-2DP ，從站有操作面板、CPU 224、遠程I／O等。
　　工程師站通過SIEMENS WINCC V5 0 中文版完成過程監控與故障診斷。
　　S7協議是SIEMENS公司開發的用于$7 300、400系列PLC的通訊協議，通訊速率為187．5kb／s。在控制級，使用S7協議的優點是不須額外的投資就可以方便地實現分段調試。提高了系統故障診斷的能力。
4 硬件組態
　　控制系統的硬件組態在SIEMENS公司的STEP7中完成。子站和主站的地址不得重復。通訊速率必須一致。表l是工作現場控制系統元件的硬件組態表，表2是主控臺控制系統元件的硬件組態表。

5 結束語
　　作為已獲得廣泛認同的工業現場總線標準，PROFIBUS以其網絡化程度高、通訊速度快．開放、易用、低成本等特點在分布式控制系統中獲得了越來越多的應用。與采用集中控制的方式相比，采用PROFIBUS減少了布線，現場安裝、調試的工作量大為降低，縮短了系統的開發周期．提高了效率。系統采用的工程師站配有圖形化的監控系統，對過程監控的能力、故障的診斷能力大大加強。
　　實踐證明，PROFIBUS在集裝箱檢查系統中的應用是成功的。