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2 0 1 1年 1月 第 3 9卷 第 l 期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I C S J a n．2 0 1 1 V0 1 ． 3 9 No ． 1 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 0 1 ． 0 2 0 基于 P R O F I B U S D P的 S 7 3 0 0控制器在液压提升机中的应用 汤青波，朱文虎，何 学文 江西理工大学机电5 - 程 学院，江西赣 州 3 4 1 0 0 0 摘要介绍基于P R O F I B U S D P现场总线的 s 7 ． 3 0 0控制器在液压提升机中的应用。详细介绍该系统的硬、软件组成和 网络设置。实验结果表明该系统实现了对液压提升机的网络远程控制，具有控制精度高、性能稳定的优点。 关键词 P R O F I B U S D P ；s 7 3 0 0控制器 ；液 压提 升机 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 1 0 6 9 2 Th e App l i c a t i o n 0 f S 7． 3 0 0 Co n t r o l l e r Ba s e d o n PROFI BUS- DP i n Hy d r a ul i c Ho i s t e r T ANG Qi n g b o ．Z HU We n h u．HE Xu e w e n S c h o o l o f Me c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ，J i a n g x i Un i v e r s i t y o f S c i e n c e T e c h n o l o g y， G a n z h o u J i a n g x i 3 4 1 0 0 0。C h i n a Ab s t r a c t T h e a p p l i c a t i o n o f s 7 3 0 0 c o n t r o l l e r b a s e d o n P RO F I BU S ． DP i n h y d r a u l i c h o i s t e r wa s i n t r o d u c e d ．T h e s y s t e m’ S h a r d W a r e a n d s o f t w a r e c o mp o n e n t s a n d n e t wo r k s e t t i n g s w e r e i n t r o d u c e d ．T h e e x p e ri me n t a l r e s u l t s h o ws t h a t t h e r e mo t e n e t w o r k c o n t r o l o n h y d r a u l i c h o i s t e r i s r e a l i z e d ．T h e s y s t e m h a s t h e a d v a n t a g e s o f h i g h c o n t r o l p r e c i s i o n a n d s t a b l e p e rf o r ma n c e ． Ke y wo r d sP R OF I B US D P；s 7 ． 3 0 0 c o n t r o l l e r ；Hy d r a u l i c h o i s t e r 矿井液压提升机 由于具有 良好 的防爆性能 、体积 小及结构紧凑等优点 ，在矿山中得到广泛的应用 。 传统的液压提升机采用继电器控制 ，导致控制系 统布线增多，增加了故障率 ，减低了系统的稳定性 。 作者设计 了一种 由基于 P R O F I B U S D P现场总线 的 S 7 3 0 0控制器构成的控 制系统 ，实现 了液压提 升机 的网 络远程控制 。 1 总 体方 案设计 现场总线是计算机控制技 术与通信技术 相结合的 技术 。P R O F I B U S 是一种用 于工厂 自动化车 间级监 控 和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实 现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场 通信 网络 ，从而 实现设备控制 的数字化 、智 能化与 网 络化 系统总体方案如图 1 所示 。控 制部 分 主要 由 装有西 门子 C P 5 6 1 1 通 信 卡的工控机 、西 门子 S 7 3 0 0 P L C及 触 摸 屏 等 组 成。 2 S 7 ． 3 0 0控制器 2 ． 1 硬 件组 态 图 1 总体方案图 在 P L C控制系统设计的初期，首先应根据系统 的输入、输出信号的性质和点数 ，以及对控制系统的 功 能要求 ，确定 系统 的硬件 配置 。确定 了系统 的硬件 组成后 ，需要在 S T E P 7中完成硬件配置工作 。 进入硬件组态界面后 ，首先添加机架 ，接下来添 加 C P U 3 1 5 ． 2 D P ，然后依 次 添加数 字量输 入输 出模 块 S M 3 2 3 、模拟 量 输 入 模 块 S M 3 3 1 、模 拟 量 输 出模 块 S M3 3 2 。硬件配置完毕后如图 2 所示 。 黼 强 } s 囊 嘏 } D 秘 国 i ● } 勘 囝 } 豫 i 慧蘑 爨 渊 豳蛐 幽一 崩矧 l E i “} 鲢 灌 ] o f i l l t a n d L r d 二 3 器 啪 H B D P 哇 馐I lI 1 6 t l 3 t g x 2 l W g 5 罄 P I O F I B U S - F k S 猛 I S x 1 2 B i t 鬻蒋 P R O F I I T 1 0 瓣 ， 口 ； 瘸 S I M I I C 3 O O 瞳 S I M A T I C 4 0 0 蚓 ， 1Ill I．；I、 豳S I M A T I C B t s e d C o n tr o l 蕞 黛S IM A T IC P c S t t t i S 霪 a 挝t ．1 O i l l l l 瞄船 嚣 2 }隧c 3 1 5 - 2 翦 16 rl d i s t r i b u t e d r 0 i t 露 } 獯 l l ⋯Fl f n -● } f ’ ～ 图 2 硬件组态 图 收稿 日期 2 0 1 0 0 22 5 基金项 目国家 自然科学基金资助项 目 5 0 7 6 4 0 0 5 作者简介 汤青波 1 9 7 0 一 ，男 ，硕士 ，副教授 ，研究方 向为滑模变结构控制 、智能控 制及其应用 。电话 1 3 1 7 0 8 1 2 2 9 9 ， E ma i l t a n g q i n g b o 9 9 1 6 3． c o rn。 一 一 伺一 7 O 机床与液压 第3 9卷 2 ． 2 软 件组 态 软件组态 的重 复执 行部 分放 在 O B 3 5程 序包 中， 其他逻辑控制程序放在 F c程序中，缓冲数据放在 D B程序包中。 在循 环 中 断 组 织 块 O B 3 5 中 调 用 特 殊 功 能 块 S F C 1 4和 S F C 1 5 ，完成对 D P网络上的设备的数据的 读和写。 O B 3 5 程序中的 N e t w o r k 2的功能是从 D P上写数 据。程序如下 OP N DB 6 c ALL ” DPWR _D A T ” ／ ／ 调用 S F C 1 5发送数据 L A D D R W 1 6 1 0 8 ／ ／ 输出区起始地址 RECORD P DB6 ． DB XO． 0 BYT E 8 ／ ／ 输出数据区，最大2 4 0 B RET V A L M W3 0 ／ ／ 错误代码 O B 3 5程序 中的 N e t w o r k 3的功能是从 D P上读数 据。程序如下 OP N DB 5 CAL L ”DP RD D A T ” ／ ／ 调用 S F C I 4读取数据 L A D D R W 1 6 1 0 8 ／ ／ 输入 区起始地址 RE T V A L M W3 2 ／ ／ 错误代码 RECORD P DB 5． DBX0 ． 0 B Y1 ’E 8 ／ ／ 输入数据区 ，最大 2 4 0 B 3 D P网络 设置 P G ／ P C接 口是 P G ／ P C与 P L C之 间进 行通讯 连接 的接口。P G ／ P C支持多种类型的接 口，每种接 口都 需要进行相应 的参数设置 。 如果此时 通讯 有 问题 ，应 检 查 网卡 是否 安装 正 确、通讯电缆和接头是否接触良好、组态参数是否正 确等，可通过 P G ／ P C诊 断功能诊断 出来。图 3为 P G ／ P C通信故 障诊断界面 。 醢 辽l c 氍 毫 - ， st “i 铺d 糖 Il 一 Ih●⋯一⋯ ■ 目 雕 tt● ‘ w，～孵 罡 赣 琏 薯 ‘ t t i l 弧s 4 4 r Q s O 墨 l 2 B萎 荔 _s ■i 琏 ￡ ■ 嘲 - _ t 械 l 棚 4 i - 日 I i 斡 T - h， 釉 女 lt lt 整枷 矗 d 一 Time 嘲 抽 t 船 t 畦 t i _ “ t ， l t B i t a薯s 6薯蠹9 1 0 l誊l 2 1 3 l 噶 l 5 l 5 I 曹 1 8 1 9 0 f r r r r r 厂 广 r _r r r r 广 f r r f ～ ∞ r r r r f r ∥ r r 蕈 r r 爹 艄I--“ r 广 r f --r r 厂 f 广 r i -r _ ∞ -- r _r r 广广 广 rr 广 r 广 广 厂 r r ∞r r r r r 广 | 一 r r r 厂 r r r - l O Gr r r r 广 广 广 r r f _ ． r r r 一 ⋯’ 曼 li 簿 三 兰 三 兰 兰 ‘ ， ． I d r l 。 望 图3 P G ／ P C通信故障诊断界面 4实验测试 该系 统 通 过触 摸 屏 发 出运 动 控 制指 令 ，进 行 起g 2 动 、制 动 试验 。起 制 动 曲 1 线如图 4所示 。0 实 验 结果 表 明 此 方 时 间 ， s 法精 度 高 ，误 差 小 ，性 能 图4 起制动曲线图 稳定。变频控制取得满意的效果，且性能稳定。 5结论 对液压提 升机通 过 P R O F I B U S D P实现 了现场 总 线控 制 ，不仅 能实现液压提升机 的远程 网络控制 ，还 具有控制精 度 高 、运行 稳定 等 优点 。并进 行相 关 实 验 ，取得 了满 意的控制效果 。 参考文献 【 1 】赵亮 ， 赵继云， 张子荣， 等． 液压提升机加速度控制[ J ] ． 液压 与气 动 ， 2 0 0 7 1 1 7 07 1 ． 【 2 】宋平平 ， 宋艳丽， 牛慧娟． 基于 s 7 ． 3 0 0和 WI N C C的矿井 主风机稀油站监控系统 [ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 9 ， 3 0 1 1 1 371 3 9． 【 3 】高鸿斌 ， 孔美静， 郝孟合． 西门子 P L C与工业控制 网络 应用[ M] ． 北京 电子工业出版社， 2 0 0 6 ． 【 4 】 施爱平， 沈今括． 基于 P R O F I B U D P总线的智能阀门电 动执行机构的设计[ J ] ． 机床与液压 ， 2 0 0 9 ， 3 7 1 1 1 5 4 1 5 6 上接 第 6 l页 参考文献 【 1 】曾富洪． 产品创新设计与开发[ M] ． 成都 西南交通大学 出版社 ， 2 0 0 9 ． 【 2 】肖 人彬 ， 陶振武， 刘勇． 智能设计原理与技术[ M] ． 北京 科学 出版社 ， 2 0 0 6 ． 【 3 】 S u d a r s a n R， F e n v e s S J ， S r i r a m R D ． A p r o d u c t i n f o r m a t i o n m o d e l i n g f r a me w o r k f o r p r o d u c t l i f e c y e l e m a n a g e m e n t [ J ] ． C o m p u t e r A i d e d D e s i g n ， 2 0 0 5 ， 3 7 1 3 1 3 9 91 4 1 1 ． 【 4 】N A G A S A WA S ． A p p l i c a t i o n o f f u z z y t h e o r y【 0 v a l u e e n - n e e r i n g [ J ] ． C o mp u t e r a n d I n d u s t ri a l E n g i n e e r i n g ， 1 9 9 7 ， 3 3 3 ／ 4 5 6 55 6 8 ． 【 5 】s A T r Y T L ． R a n k i n g b y e i g e n v e c to r v e r s u s o t h e r m e t h o d s i n t h e a n a l y t i c h i e r a r c h y p r o c e s s [ J ] ． A p p l i e d Ma the m a t i c s L e t t e r s ， 1 9 9 8 ， 1 1 4 1 2 11 2 5 ． 【 6 】王冬梅， 殷国富， 谢刚， 等． 机构方案设计优化解的评 价与决策研究 [ J ] ． 现代制造工程 ， 2 0 0 5 6 91 1 ． 【 7 】刘华． 基于效用函数逼近的绿色产品评价方法[ J ] ． 机 械工程学 报 ， 2 0 0 5 ， 4 1 1 0 1 72 2 ． 【 8 】李磊． 装配序列的模糊综合评价[ J ] ． 中国机械工程， 2 0 0 3， 1 4 1 8 1 6 0 61 6 0 9 ．
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