摘要：根據SLC500控制系統在黃驊港MQ2533HH門座式起重機的應用實際，研究SLC500的硬件組態、SLC500開發軟件的使用，介紹ProfiBus-DP的變頻器控制，及控制系統在門機起升機構的具體實現。

　　關鍵詞：SLC500;ProfiBus-DP;門座式起重機;變頻器

　　1前言：

　　MQ2533HH門機是四連桿組合臂架全回轉門座起重機，適用于港口碼頭前沿裝卸件雜貨及進行抓斗作業，黃驊港散雜貨碼頭所用MQ2533HH門機最小幅度為9.5m，最大幅度為33m。抓斗作業時全幅度范圍內的額定起重量為25t，吊鉤作業時在9.5m～25m幅度范圍內額定起重量為40t。該機主要由起升、變幅、回轉、行走四大機構，臂架、立柱及平衡系統、轉臺、園筒門架等主要結構，電氣控制系統，司機室、機器房及各安全保護裝置等部分組成。該機可帶載作水平位移變幅和任意角度回轉。起升、變幅與回轉各機構既可單獨動作，也可聯合動作，操作方便靈活。

　　SLC500系列是一個不斷充實的小型可編程控制器系列。該系列有兩種硬件結構：固定式控制器和模塊式控制器。所有的控制器都可以掛在DH-485鏈路上。黃驊港散雜貨碼頭所用MQ2533HH門機所用硬件結構均為SLC5/05類型模塊式控制器，該類型控制器是安裝于1746機架中的單槽控制器，具有比固定式控制器更大的靈活性和更強的處理能力以及I/O容量。SLC500具有使用I/O框架尺寸小、所需空間小等顯著優勢，該優勢充分填補了MQ2533HH門座式起重機空間有限、電氣室狹小的弊端。

　　工業論文范例：關于工業設備管道安裝問題的探索

　　2硬件組態

　　SLC500的數字量輸入模塊用來接收和采集門座式起重機現場設備的輸入信號，包括按鈕、操作手柄、吊鉤/抓斗選擇開關、行程限位開關、旋轉制動腳踏開關、門機各機構變頻器輔助觸點、接近開關、光電開關、數字撥碼開關等門機關鍵設備的數字量輸入信號。

　　SLC500的數字量輸出模塊用來向起升、變幅、回轉、行走等各執行機構進行控制信號的輸出，即向各個機構的接觸器、電磁閥、指示燈和開關等設備輸出數字量信號。

　　MQ2533HH門座式起重機所用SLC500系列的數字量I/O模塊為交流(220V)輸入/輸出，模塊點數為16點，輸入模塊為1746-IM16，輸出模塊為1746-OW16。

　　1746-IM16模塊與1746-OW16模塊均為1746系列模塊，其中，1746-XXX中第一個X為輸入輸出標識：I代表輸入，O代表輸出;第二個X為電壓等級：M代表220VAC，W代表AC/DC觸點;第三個X為I/O點(通道)數：即為16。1746-IM16模塊即為I/O點數為16的220V交流輸入模塊，1746-OW16為I/O點數為16的AC/DC繼電器輸出模塊。

　　3軟件說明應用

　　3.1 RSLinx通信軟件的使用

　　RSLinx是在Microsoft Windows NT、Windows 95及Windows 98操作系統下建立工廠所有通信方案的工具。他使A-B公司的可編程控制器與各種羅克韋爾軟件及A-B應用軟件和組態軟件之間進行通信，RSLinx充分利用了Windows操作系統的多處理性能。通過各種通信接口，可以同時為所支持的多個應用程序組合服務。

　　RSLinx軟件是解決計算機訪問羅克韋爾產品途徑，為其提供全套的通訊服務。同時，還提供了數種開放接口用于第三方人機界面系統、數據采集/分析系統、客戶應用程序軟件進行通訊。

　　RSLinx的主要功能是組態驅動程序以便和現場設備進行通信，進行組態時可以通過DF1網絡訪問SLC500控制器或者通過Ethernet訪問。

　　3.2 RSLogix500

　　RSLogix500軟件是適用于SLC500控制器的32位WindowsTM梯形圖邏輯編程軟件包。

　　RSLogix500軟件具有六大功能，第一、自由格式的梯形圖編輯器，在書寫程序是專注于應用程序的邏輯而不用特別注意語法的對錯;第二、強有力的工程校驗器，可用其創建錯誤清單，從而可以在方便的時候進行修改;第三、拖放式編輯功能，使用戶能夠在數據文件之間快速移動數據表元素，在子程序或工程之間快速移動梯級，或者在一個工程內部的梯級與梯級之間快速移動指令;第四、查詢和替換功能，能夠快速改變指定地址或符號的數值;第五、用戶數據監視功能，可以對數據進行集中監視，以觀察它們之間的相互作用;第六、工程目錄采用樹形機構，用戶可訪問包含在工程目錄內的所有文件夾和文件。

　　3.3 SLC500與變頻器的網絡通信

　　SLC500控制器有一個RS-232電平標準的9針串行通信口，通道0位RS-232的電平標準，門機電氣設備現場應用過程中，利用該通道組態DF1網絡。DF1網絡的電平信號是單端傳輸的，最大傳送距離是15米，這種網絡的優點是通信直接、方便，剛好恰當的實現SLC500控制器與變頻器的直接的網絡通信。

　　黃驊港散雜貨碼頭MQ2533HH門機所用ACS 800變頻器，以Profibus-DP協議方式通訊，但SLC500控制器不支持Profibus-DP通信網絡。為了進行適合的網絡配置選用能夠被SLC500識別的第三方軟件SST模塊，SLC500為SST模塊設定一個槽位，通過硬件組態設定SST模塊的站地址和數據交換地址。ACS800變頻器中加裝RPBA01通訊模塊，RPBA01是與ABB變頻器配套的通訊適配器。編程軟件為RSLogix500軟件，用于對SLC500 PLC編程和對Profibus-DP網進行組態和通訊配置。在本系統中，SLC500 PLC作為主站，變頻器與RPBA01通訊適配器模塊相連，接入Profibus-DP網絡中作為從站，主站向變頻器發送運行指令，同時接受變頻器反饋回來的運行狀態及故障報警狀態的信號。

　　Profibus-DP通訊協議的數據電報結構可分為協議頭、網絡數據和協議層。網絡數據即PPO消息類型，包括參數值PKW及過程數據PZD，ABB ACS500系列變頻器共五種PPO類型可供選擇。MQ2533HH門機設備所用變頻器均選用PPO4這種類型，共6個字的數據交換區，其中包括2個控制字(PKW)和4個狀態字(PZD)。控制字是變頻器運行時的重要定義參數，如啟動信號、給定頻率等等;過程數據即狀態字是變頻器運行過程中要返回給PLC的一些參數，如頻率給定值、速度反饋值、電流反饋值等。

　　4 SLC500在門機中的具體應用

　　MQ2533HH型號門機起升機構支持電機、開閉電機的上升下降控制是SLC500控制系統在門機控制系統應用中的典型案例，現以進行分析如下：當MQ2533HH門機選擇吊鉤模式下作業，運行作業檔位，當操作手柄打至上升檔位時，給PLC一個I:2第1位上升檔信號，旋鈕開關調至支持單機位置或者起升雙機位置，即給PLC一個I:4的第0位或者第2位通斷信號，在上升允許條件B3:0第4位接通后支持上升條件B3:11第5位接通，即支持電機具備上升條件。梯形圖中支持下降B3:11第6位常閉點與支持上升B3：11第5位常閉點是支持上升與支持下降的互鎖條件，當支持條件B3:11第5位接通后其常閉點斷開，下一條梯形圖通道中斷，形成互鎖。

　　當MQ2533HH門機選擇抓斗模式下作業，運行作業檔位，當操作手柄打至上升檔位時，給PLC一個I:2第1位上升檔信號，此時點B3：1第6位選擇閉斗常開點閉合接通，在上升允許條件B3:0第4位接通后支持上升條件B3:11第5位接通，即支持電機具備上升條件。梯形圖中支持下降B3:11第6位常閉點與支持上升B3：11第5位常閉點是支持上升與支持下降的互鎖條件，當支持條件B3:11第5位接通后其常閉點斷開，下一條梯形圖通道中斷，形成互鎖。梯形圖中閉斗點B3:1第9位與開斗點B3:1第10位作為常閉點串聯入梯形圖中，當門機進行開斗或者閉斗操作時，閉斗點B3:1第9位或開斗點B3:1第10位斷開，此時起升支持電機不允許上升，形成對支持機的一個極為安全的保護。

　　無論MQ2533HH門機選擇吊鉤模式下作業還是選擇抓斗模式下作業，操作手柄進行下降檔操作作業時，門機的控制與保護和上升檔相似。但當門機處于自動抓斗模式下，閉斗進行時實現力矩控制達到深挖效果條件，此時B3:1第12位力矩控制點閉合，這種狀態下，即便操作手柄沒有進行下降操作，達到下降允許條件B3:0第5位時支持電機仍滿足支持下降條件。

　　當MQ2533HH門機選擇在吊鉤模式下，開閉電機上升條件和支持電機上升條件類似。當門機選擇在抓斗模式下，操作手柄在上升檔位時開閉電機上升條件和支持電機上升條件也類似。但當抓斗模式進行閉斗時，未達到閉斗終點前，無論操作手柄是否在上升檔，達到上升允許條件，開閉電機均可以進行上升操作。若進行手動抓斗操作，進行閉斗操作時，達到閉斗終點條件，也可以繼續進行開閉機的上升。

　　5結語

　　MQ2533HH門機充分利用SLC500控制系統的優勢，起升、變幅、回轉、運行機構均采用變頻調速，起升機構采用閉環控制，應用PLC集中控制和檢測。調速性能優良，起、制動運行平穩、快速。電氣系統通過各限位開關和PLC設有多重電氣聯鎖，安全保護裝置齊全，工作安全可靠。既可用于件雜貨的裝卸作業，又可用于抓斗作業，成為一種碼頭前沿的多用途起重機。

　　參考文獻

　　【1】錢曉龍，李曉理.循序漸進SLC500控制系統與PanelView訓練課【M】.2版.北京：機械工業出版社，2008.

　　【2】冷晚星.ABB變頻器的傳動控制及與S7-400的通訊【J】.安徽工業大學學報，2010(27)：101-106.

　　作者：張亞飛 遲金生