CN206775522U - 基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统。包括有冗余I/O服务器、工业以太网交换机、PLC远程分站，其中各PLC远程分站接入与之对应的工业以太网交换机，工业以太网交换机通过工业以太网接入冗余PLC主站，冗余PLC主站通过工业以太网接入冗余I/O服务器，冗余I/O服务器与各监控终端连接。本实用新型采用工业以太网作为通信传输介质，充分发挥以太网在皮带输运系统中的优势，使得该监控系统具有更高的可靠性、实用性和更快的传输速度。

Description

基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统

技术领域

本实用新型是一种基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，基于工业以太网的输运控制系统可广泛应用于各行各业，如火电厂输煤程控系统、码头和港区皮带输运控制系统、冶金烧结系统皮带输送控制系统等。本文主要针对用于码头和港区皮带输运控制系统的情况进行阐述。

背景技术

目前，在工业控制领域，现场总线技术得到广泛的应用，现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

工业以太网就是用在工业上的以太网，与工业现场总线相比，工业以太网在监控领域的优势非常明显： 1、全开放、全互联、易扩展，可以满足控制系统各个层次的要求，使企业信息网络与控制网络得以统一。2、结构简单、成本低廉，以太网卡的价格是总线网络接口卡的1/10。 3、很容易和Internet集成，采用工业以太网作为现场总线，拥有速度快、开发技术支持广泛、硬件升级范围广而且价格低廉的优势。4、通信实时性好，运行可靠，工业以太网对实时性的要求及设备的远端供电需要极度的可靠性，特别是在恶劣的工作环境中，具有在苛刻的环境下运行的能力。5、同时用于工业以太网的单模光纤可以传输数10公里 ，而用于工业现场总线的同轴电缆却通常不超过200米。6、随着技术的发展，现今的工业以太网布线寿命更长，而且比同轴电缆稳定得多。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统。本实用新型以太网作为通信传输介质，充分发挥以太网在皮带输运系统中的优势，使得该监控系统具有更高的可靠性、实用性和更快的传输速度。

本实用新型的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，包括有冗余I/O服务器、工业以太网交换机、PLC远程分站，其中各PLC远程分站接入与之对应的工业以太网交换机，工业以太网交换机通过工业以太网接入冗余PLC主站，冗余PLC主站通过工业以太网接入冗余I/O服务器，冗余I/O服务器与各监控终端连接。

本实用新型采用工业以太网作为通信传输介质，各PLC远程分站接入与之对应的工业以太网交换机，工业以太网交换机通过工业以太网接入冗余PLC主站，且冗余PLC主站通过工业以太网接入冗余I/O服务器。本实用新型充分发挥以太网在皮带输运系统中的优势，使得该监控系统具有更高的可靠性、实用性和更快的传输速度。

附图说明

下面将结合工程实例和附图对本实用新型作进一步的详细描述：

图1为本实用新型的皮带输运控制系统示意图。

其中1为工程师站/操作员站、2为打印机、3为外部查询机、4为冗余I/O服务器、5为工业以太网交换机、6为工业以太网、7为冗余PLC主站、8为PLC远程分站、9为二级计算机系统。

具体实施方式

图1为本实用新型皮带机的前期和本期的输运系统示意图。

参照图1，本实用新型的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，包括有站控管理层、网络通讯层和现场设备监控层，在现场设备监控层，各PLC远程分站8首先接入与之对应的工业以太网交换机5，然后通过工业以太网6作为通信传输介质，通过工业以太网交换机5接入冗余PLC主站7；在网络通讯层，冗余PLC主站7依然通过工业以太网6作为通讯介质，然后接入冗余I/O服务器4；在站控管理层，数据信息经过冗余I/O服务器4处理后，最终接至站控管理层各监控终端。

本实施例中，站控管理层各监控终端包括有工程师站/操作员站1、打印机2和外部查询机3。

本实施例中，在站控管理层，数据信息经过冗余I/O服务器4处理后还能接入二级计算机系统9。

本实施例中，各PLC远程分站通过I/O接入与之对应的以太网交换机5，在现场设备监控层，工业以太网6作为通信传输介质，通过工业以太网交换机5接入冗余PLC主站7。在网络通讯层，通过工业以太网6作为通讯介质，再通过工业以太网交换机5接入冗余I/O服务器4。

本实施例中，在现场设备监控层包括有皮带输运系统、皮带保护装置，皮带输运系统中的自带控制箱的设备通过控制电缆直接接入PLC远程分站8，皮带保护装置采用控制电缆接入现场操作柜中，并通过现场操作柜将信号反馈给PLC远程分站8，从而实现对皮带机现场设备的数据采集。

本实施例中，带控制箱的设备包括有三通挡板、电动振打器，皮带保护装置包括有拉绳、跑偏开关。

本实施例中，在现场设备监控层还包括有自带小型PLC的设备，自带小型PLC的设备直接接至网络通讯层的工业以太网交换机5。

本实施例中，自带小型PLC的设备包括有翻车机、斗轮机、皮带秤及链码校验装置、除铁器。

本实用新型基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统的网络通讯层采用工业以太网6作为通信传输介质，在现场设备监控层仍旧采用工业以太网6代替工业现场总线作为通信传输介质。

采用工业以太网作为通信传输介质，充分发挥工业以太网在皮带输运系统中的优势。传统PLC远程分站8和冗余PLC主站7之间的通讯传输介质为工业现场总线，采用的通讯线缆为同轴电缆，采用的通讯协议通常为PROFIBUS-DP、ControlNet、Modbus等。而本实用新型PLC远程分站8与冗余PLC主站7之间的通讯传输介质为工业以太网6，采用的通信线缆为网线和光纤，协议遵循TCP/IP。

该皮带输运控制系统设备除PLC远程分站8设置于各主要皮带机转运站外，其余设备均设置于后方港区中央控制室。

码头皮带输运控制系统采用典型的分层分布式结构，系统由站控管理层、网络通讯层和现场设备监控层组成。本实用新型站控管理层的主要功能是工作人员可根据生产需要选择控制流程、控制工艺设备和进行参数的设定等，同时提供标准的生产数据的历史趋势和实时报表。用户可按照预定的格式进行定时、报警和随机打印。

本实用新型的网络通讯层包括冗余网络I/O服务器、网络交换机以及相关网络线缆等设备。网络采用冗余工业以太网网络架构，PLC主站采用冗余CPU。

本实用新型现场设备监控层由各远程PLC分站和通信网络组成。远程PLC分站和PLC总站之间通常采用冗余现场总线通讯，但是鉴于通常散货码头和后方港区地域面积大、皮带机输运控制系统传输距离远、皮带机数量多、皮带启动程序复杂以及场地灰尘大、外部条件恶劣，而且各设备间通信协议未必统一等特点，并结合上述工业现场总线和工业以太网的优缺点，最终决定在码头和港区皮带输运控制系统中选用工业以太网作为通信传输介质是比较实用和合理的。

现场设备监控层的主要功能是对子系统出现的各种故障进行精确定位，实时采集现场设备的工作状态信息，特别是在发生突然事件时，操作员可通过操作界面确认现场事件位置以及故障情况。

运行结果表明，本实用新型完全采用工业以太网作为通信传输介质的控制系统比前期在设备控制层采用工业现场总线作为通信传输介质的控制系统传输速度要高得多，而且系统运行更加稳定，对码头恶劣环境的适应性更强。因此，进一步优化和改进后的基于工业以太网的控制系统将是码头和港区皮带输运控制系统发展的一种趋势。

Claims (10)

1.一种基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于包括有冗余I/O服务器、工业以太网交换机、PLC远程分站，其中各PLC远程分站接入与之对应的工业以太网交换机，工业以太网交换机通过工业以太网接入冗余PLC主站，冗余PLC主站通过工业以太网接入冗余I/O服务器，冗余I/O服务器与各监控终端连接。

2.根据权利要求1所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于各监控终端包括有工程师站/操作员站、打印机和外部查询机。

3.根据权利要求1所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于冗余I/O服务器还连接有二级计算机系统。

4.根据权利要求1所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于：各PLC远程分站通过I/O接入与之对应的工业以太网交换机。

5.根据权利要求1所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于：PLC远程分站还能与皮带输运系统的控制箱连接。

6.根据权利要求1所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于：PLC远程分站还能与带保护装置中的现场操作柜连接。

7.根据权利要求5所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于：皮带输运系统的控制箱包括有三通挡板、电动振打器。

8.根据权利要求6所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于：带保护装置中的现场操作柜包括有拉绳、跑偏开关。

9.根据权利要求1至8任一项所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于：工业以太网交换机还能与自带小型PLC的设备连接。

10.根据权利要求9所述的基于工业以太网的码头和港区皮带输运控制系统，其特征在于：自带小型PLC的设备包括有翻车机、斗轮机、皮带秤及链码校验装置、除铁器。