三網(wǎng)自動化網(wǎng)絡(luò)在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：在礦井運(yùn)輸中，提升機(jī)是礦井生產(chǎn)的咽喉要道。如果礦井提升機(jī)自動化網(wǎng)絡(luò)通訊不能穩(wěn)定運(yùn)行，會帶來不利的影響。文章主要探討采用三網(wǎng)自動化網(wǎng)絡(luò)配置，以實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)自動化網(wǎng)絡(luò)通訊的穩(wěn)定、快速、可靠運(yùn)行，為礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)安全運(yùn)行提供了一份強(qiáng)有力的保障。

關(guān)鍵詞：礦井運(yùn)輸；三網(wǎng)自動化網(wǎng)絡(luò)；提升機(jī)

引言

提升機(jī)，又稱絞車，是礦井生產(chǎn)的咽喉要道，在礦井運(yùn)輸中有重要地位，提升機(jī)電控系統(tǒng)又是礦井提升機(jī)的關(guān)鍵中的關(guān)鍵，而電控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊則充當(dāng)著系統(tǒng)各部分的連接橋梁作用，如何能夠?qū)崿F(xiàn)礦井提升機(jī)自動化網(wǎng)絡(luò)通訊的穩(wěn)定、快速、可靠的運(yùn)行是大部分礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)亟需解決的問題之一。為此我們想到了采用三層網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行解決。

1 三網(wǎng)自動化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)越性能

1.1 三網(wǎng)自動化網(wǎng)絡(luò)配置合理高效

三層網(wǎng)絡(luò)的概念，分別是以太網(wǎng)、Controlnet網(wǎng)、ProfiBus DP網(wǎng)，上層信息作為數(shù)據(jù)的采集及程序的維護(hù)；中層自動化及控制層可以達(dá)到實(shí)時I/O控制，實(shí)現(xiàn)控制器互鎖及報文傳送；底層的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)則用于底層的設(shè)備，成本較低，信息集成效率高。

1.1.1 以太網(wǎng)工業(yè)計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與人機(jī)界面觸摸屏及上位機(jī)通訊

以太網(wǎng)則具以下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾氏喈?dāng)高，帶寬足夠；（2）傳輸協(xié)議雖然不同，但是卻可以在同一個總線上運(yùn)行，所以其能夠?yàn)槠髽I(yè)建立公共性的網(wǎng)絡(luò)平臺又或基礎(chǔ)性構(gòu)架；（3）基于TCP/IP的以太網(wǎng)采用國際主流標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議開放，方便設(shè)備的維護(hù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問，遠(yuǎn)程診斷；（4）在整個網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)用了交互式和開放的數(shù)據(jù)存取技術(shù)；（5）以太網(wǎng)基于TCP/IP，并采用國際上的主流標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議較開放，較容易互連且有互操作性。

1.1.2 Controlnet網(wǎng)主控PLC、監(jiān)控PLC、司機(jī)操作臺使用同軸網(wǎng)線或者光纖作為介質(zhì)，通過Controlnet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)離散設(shè)備之間的連接通訊。

ControlNet網(wǎng)是實(shí)時的控制層網(wǎng)絡(luò)，于同一物理層介質(zhì)中的鏈路上可以提供時間關(guān)鍵的輸入、輸出數(shù)據(jù)及消息數(shù)據(jù)，以及提供上傳和下載程序、端到端的報文的傳遞、組態(tài)數(shù)據(jù)等通訊支持。其具有確定性，可重復(fù)性。ControlNet是控制速度高達(dá)5Mbits/sec的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，其輸入輸出的性能、由端到端通訊的性能都使其可靠性、協(xié)調(diào)性、同步性及實(shí)時性得到了確保。

基于消費(fèi)及生產(chǎn)的ControlNet網(wǎng)，允許多個控制器在同一鏈路上存在，且支持端到端和輸入輸出數(shù)據(jù)的多路發(fā)送。這與僅提供單一主控制器的傳統(tǒng)鏈路相比較有了不少的提升。ControlNet通過端到端數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)的組播的方式，很大程度上減少了網(wǎng)絡(luò)上的交通量，使得網(wǎng)絡(luò)性能及效率得到了大幅度的提升。

ControlNet有可重復(fù)性及高確定性的網(wǎng)絡(luò)，它具有預(yù)見數(shù)據(jù)什么時候可以可靠傳輸?shù)侥繕?biāo)的能力，并且數(shù)據(jù)傳輸時間并不受網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加、移除或網(wǎng)絡(luò)繁忙等的因素的影響而能夠保持穩(wěn)定的能力。

1.1.3 ProfiBus DP網(wǎng)。過程控制通過工業(yè)現(xiàn)場總線ProfiBus DP實(shí)現(xiàn)主控PLC與傳動DCS800之間的主從通訊。其技術(shù)特點(diǎn)為：

ProfiBus DP的技術(shù)協(xié)議只對第一層、第二層以及用戶接口進(jìn)行了定義，則從第三層到第七層并沒有加以描述，這種協(xié)議的結(jié)構(gòu)與ISO開放式系統(tǒng)的互聯(lián)模型相符，且該協(xié)議結(jié)構(gòu)還可以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖?、有效。總線存取協(xié)議于現(xiàn)場總線鏈路層即第二層發(fā)生，其包括主站與從站間的主從方式以及主站與主站之間的令牌傳遞方式。

ProfiBus DP傳輸技術(shù)特點(diǎn)為：其采用光纖或者RS485傳輸?shù)募夹g(shù)，在電磁干擾大的環(huán)境中系統(tǒng)運(yùn)行時需采取光纖傳輸技術(shù)。RS485傳輸技術(shù)的特別之處是：傳輸速率從9.6KB/S到12MB/S；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚€性總線，兩端則帶有有源的總線終端電阻；圖1為顧北礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)自動化網(wǎng)絡(luò)布置情況。

1.2 工控PLC與編程器連接方便、快捷、穩(wěn)定

通過以太網(wǎng)模塊將PLC與編程器用網(wǎng)線連接起來，較之前使用變成電纜連接成本降低，并容易、可靠、便于操作。

連接設(shè)置簡單，易操作：

檢查擊計(jì)算機(jī)的IP設(shè)定，本地的TCP/IP協(xié)議屬性設(shè)置相應(yīng)網(wǎng)段192.168.0.xxx。初次連接，由于以太網(wǎng)模塊未設(shè)置IP地址，需要賦予其地址。打開BOOTP/DHCP Server，會掃描到以太網(wǎng)模塊的地址。

（1）打開“BOOTP-DHCP Server”上邊Request History信息欄會刷新掃到硬件的MAC地址。（2）鼠標(biāo)右擊添加到下邊欄中“Add to Relation List”。（3）設(shè)定IP，雙擊下邊欄中的MAC硬件，添加IP（注意：此時IP并未設(shè)到ENBT中）。（4）點(diǎn)擊“Enable BOOTP”返回有可能是失敗消息，注意不要重啟動機(jī)架電源，稍等會就可以在模塊上看到模塊地址。（5）然后點(diǎn)擊“DisEnable BOOTP/DHCP”（IP永久設(shè)置在ENBT中，斷電重新上電IP不會丟失）。（6）如果“DisEnable BO

OTP/DHCP”失敗，IP沒有鎖存住，那么在RSlinx里添加驅(qū)動，設(shè)定IP為BOOTP中設(shè)定的IP，RSWHO找到ENBT，右擊Module Configration修改Network Configuration Type狀態(tài)由Dynamic到Static下。

1.3 通訊連接軟件成熟，便捷，人性化程度高，使用RSLinx來連接通訊

RSLinx這款軟件提供給AB網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動程序都是完整的，因而成為工業(yè)通訊的樞紐。在RSLinx軟件支持下，所有被激活的網(wǎng)絡(luò)可以通過一個窗口來查看，且所支持的應(yīng)用程序組合能通過一個或多個通訊接口來同時運(yùn)行。

（1）打開RSLinx軟件，在工具條上面單擊Configure Drivers（即組態(tài)驅(qū)動）或單擊菜單欄中Communications->Configure Drivers。（2）接下來彈出窗口Configure Driver Types，繼續(xù)單擊在對話框Available Driver Types中的下拉箭頭，選擇Ethernet devices。（3）檢查計(jì)算機(jī)IP地址設(shè)置，可以通過單擊本地連接圖標(biāo)來檢查。（4）單擊OK，若該驅(qū)動程序在運(yùn)行，則在Configure Driver 窗口列表中會出現(xiàn)字樣為：AB_ETHIP-1 A-B Ethernet RUNNING。（5）左鍵點(diǎn)擊Close則返回到了RSLinx 的初始界面，繼續(xù)點(diǎn)擊Communications->RSWho，網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo)為AB_ETHIP-1則出現(xiàn)在工作區(qū)左側(cè)列表上，單擊Refresh或選中右上Autobrowse，在驅(qū)動組態(tài)正常的情況下，若單擊該網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo)，配置好的設(shè)備的圖標(biāo)就會出現(xiàn)。（6）用戶可通過

RSWho 查看框架配置，也可獲取設(shè)備的相關(guān)信息。

到此，就完成了通過EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)接入上位機(jī)。

2 結(jié)束語

通過上述網(wǎng)絡(luò)配置，實(shí)現(xiàn)了礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)自動化網(wǎng)絡(luò)通訊的穩(wěn)定、快速、可靠運(yùn)行，為礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)安全運(yùn)行提供了一份強(qiáng)有力的保障。