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圖2－7：岸橋主要機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)功能FC
這些功能FC的作用如下：
l FB22 起升/大車(chē)1#變頻器PROFIBUS總線數(shù)據(jù)傳輸
l FB23 起升/大車(chē)2#變頻器PROFIBUS總線數(shù)據(jù)傳輸
l FB24 小車(chē)/俯仰變頻器PROFIBUS總線數(shù)據(jù)傳輸
l FC31 起升運(yùn)行控制
l FC41 大車(chē)運(yùn)行控制
l FC51 小車(chē)運(yùn)行控制
l FC61 俯仰運(yùn)行控制
在岸橋上還有一些輔助機(jī)構(gòu)需由PLC程序來(lái)控制。這些功能FC如下圖2-8所示：
圖2-8：輔助機(jī)構(gòu)控制
這些功能FC的作用如下：
l FC12 投光燈，空調(diào)的啟動(dòng)，停止控制。
l FC13 風(fēng)速處理：當(dāng)風(fēng)速達(dá)到警報(bào)值時(shí)發(fā)出信號(hào)。
l FC16 指示燈顯示：控制各個(gè)操作站的指示燈。
l FC34 起升編碼器位置處理：判斷起升上下的停止，減速位置等。
l FC36 負(fù)載重量處理：判斷負(fù)載是否超過(guò)額定。
l FC54 小車(chē)編碼器位置處理：判斷小車(chē)前后的停止，減速位置等。
l FC63 俯仰編碼器位置處理：判斷俯仰上下的停止，減速位置等。
l FC71 吊具控制：吊具在起吊集裝箱時(shí)的控制，如吊具鎖頭的開(kāi)閉功能
結(jié)合岸橋主要機(jī)構(gòu)，輔助機(jī)構(gòu)控制的功能FC，以及PROFIBUS總線通訊數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ軌KFB等，完成了岸橋PLC程序的設(shè)計(jì)。
3 PLC程序統(tǒng)一性問(wèn)題
3.1.1 PLC程序統(tǒng)一性問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)
在岸橋的PLC程序編寫(xiě)完成后，我們隨即在岸橋上進(jìn)行了調(diào)試，由此發(fā)現(xiàn)了程序的統(tǒng)一性問(wèn)題，該問(wèn)題是這樣的：我們所進(jìn)行的這個(gè)項(xiàng)目有12臺(tái)岸橋，在岸橋上，有些數(shù)據(jù)的定義需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)定義，舉一簡(jiǎn)單的例子：
比如小車(chē)機(jī)構(gòu)位置編碼器的零位數(shù)據(jù)OFFSET，對(duì)于調(diào)試的第一臺(tái)岸橋，我們可以很容易加以這樣定義：將小車(chē)機(jī)構(gòu)行駛到最后面的終點(diǎn)位置，讀出小車(chē)在該位置時(shí)位置編碼器的讀數(shù)，以此作為小車(chē)機(jī)構(gòu)位置編碼器的零位數(shù)據(jù)OFFSET。但我們?cè)谡{(diào)試第二臺(tái)岸橋時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于機(jī)械安裝的誤差，第二臺(tái)小車(chē)機(jī)構(gòu)行駛到最后面的終點(diǎn)位置時(shí)，讀出的小車(chē)位置編碼器讀數(shù)與第一臺(tái)岸橋的數(shù)值不相同。也就是說(shuō)，我們必須將第二臺(tái)岸橋的小車(chē)機(jī)構(gòu)位置編碼器的零位數(shù)據(jù)OFFSET設(shè)置成不一樣的數(shù)據(jù)。
與此有相同問(wèn)題的數(shù)據(jù)還有諸如重量傳感器的比例系數(shù)，小車(chē)自動(dòng)停車(chē)時(shí)停車(chē)位置點(diǎn)，俯仰機(jī)構(gòu)的上升終點(diǎn)位置等等。這些問(wèn)題都產(chǎn)生了一個(gè)后果，調(diào)試結(jié)束后每臺(tái)岸橋都有對(duì)應(yīng)的PLC程序，彼此之間不統(tǒng)一。
分析這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)O(shè)想了以下解決問(wèn)題的方法：
n 我們可以增加設(shè)計(jì)這樣一段解決問(wèn)題的“岸橋編號(hào)識(shí)別”程序：首先, 讓各臺(tái)岸橋編號(hào)：比如岸橋1，岸橋2。。。。。。岸橋12，PLC程序運(yùn)行“岸橋編號(hào)識(shí)別”程序來(lái)判定該岸橋的編號(hào)，如果是岸橋1，“岸橋編號(hào)識(shí)別”程序就執(zhí)行將岸橋1的數(shù)據(jù)裝載到一“共用數(shù)據(jù)塊”。
“岸橋編號(hào)識(shí)別”執(zhí)行完畢后，我們所需要的數(shù)據(jù)都在這“共用數(shù)據(jù)塊”中，之后PLC在程序運(yùn)行時(shí)，如需要用到那些各臺(tái)岸橋有差異的數(shù)據(jù)，就可以從該“共用數(shù)據(jù)塊”中讀取所需要的數(shù)據(jù)。整個(gè)過(guò)程如圖3-1所示：
圖3-1：“岸橋編號(hào)識(shí)別”程序
有了以上的思路，接下來(lái)我們就著手開(kāi)始解決這個(gè)PLC程序統(tǒng)一性問(wèn)題：
l 第一步：對(duì)岸橋進(jìn)行編號(hào)：
將岸橋定義為岸橋1# 至岸橋12# ，但是如果要讓PLC能夠識(shí)別這些編號(hào)，那么我們必須設(shè)置輸入信號(hào)送給PLC，我們利用了一個(gè)備用的輸入字節(jié)IB256來(lái)定義岸橋的編號(hào)，在PLC系統(tǒng)的硬件輸入上，我們按此定義對(duì)各臺(tái)岸橋接入高電平，每臺(tái)岸橋不同，如下圖3-2所示：
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位（BIT）
岸橋編號(hào) |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
岸橋1# |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
岸橋2# |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
岸橋3# |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
岸橋4# |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
岸橋5# |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
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岸橋6# |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
岸橋7# |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
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岸橋8# |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
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岸橋9# |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
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岸橋10# |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
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岸橋11# |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
岸橋12# |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
圖3-2：對(duì)岸橋進(jìn)行編號(hào)
l 在程序中為每臺(tái)岸橋設(shè)置一個(gè)DB數(shù)據(jù)塊（DATABASE），分別為DB201~DB212，分別對(duì)應(yīng)岸橋1~12的數(shù)據(jù)，如下圖3-3所示：
圖3-3：岸橋1~12數(shù)據(jù)塊
l 編寫(xiě)“岸橋編號(hào)識(shí)別”程序：創(chuàng)建一功能FC74用于處理不同岸橋編號(hào)識(shí)別，然后將對(duì)應(yīng)岸橋的數(shù)據(jù)塊DB20X數(shù)據(jù)傳輸給一共用數(shù)據(jù)塊DB74。如下圖3-4所示：當(dāng)岸橋編號(hào)CRANEID是2的時(shí)候，將岸橋2的數(shù)據(jù)塊DB202的44個(gè)字節(jié)傳輸?shù)焦灿脭?shù)據(jù)塊DB74中。
圖3-4：“岸橋編號(hào)識(shí)別”程序
l PLC讀取共用數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)：PLC可以任意讀取共用數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)就是對(duì)應(yīng)相應(yīng)岸橋的數(shù)據(jù)，如下圖3-5所示程序：
圖3-5：讀取“共用數(shù)據(jù)塊DB74”數(shù)據(jù)程序
由此，我們通過(guò)程序的修改完全解決了PLC程序統(tǒng)一性的問(wèn)題，使該PLC程序更加完善，可靠。
4.應(yīng)用與結(jié)果分析
4.1. PLC程序在岸橋上的應(yīng)用情況
我們將該PLC程序應(yīng)用于外高橋四期集裝箱碼頭前六臺(tái)岸橋設(shè)備（整個(gè)項(xiàng)目共十二臺(tái)）六臺(tái)岸橋開(kāi)始投入使用并成功地使用至今，根據(jù)碼頭工程部工程師的反映，該程序運(yùn)行得非�？煽浚瑥奈闯霈F(xiàn)過(guò)由于程序原因造成的故障，而且整個(gè)程序運(yùn)行速度快，思路清晰，易于理解，變量名通俗易記，對(duì)岸橋的監(jiān)控，故障查詢方便。同時(shí)，由碼頭合資方馬士基船務(wù)公司聘請(qǐng)的外方咨詢公司對(duì)該程序也進(jìn)行了鑒定并予以肯定。
在本程序的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，我們也參考比較了GE，ABB等一些著名電控供應(yīng)商的岸橋PLC程序：相比而言，我們的PLC程序有如下優(yōu)點(diǎn)：
l 合理地采用主程序調(diào)用子程序的結(jié)構(gòu)，這樣的好處是：
n 整個(gè)程序思路清晰：各個(gè)主要機(jī)構(gòu)的控制，各個(gè)輔助機(jī)構(gòu)的控制，都有相應(yīng)的子程序，即功能FC來(lái)實(shí)現(xiàn)。最終這些功能FC在主程序OB1中調(diào)用。
n 對(duì)岸橋的監(jiān)控方便，快捷：用戶如果想查找到監(jiān)控的某一裝置，比如需查看指示燈，那只要找到“指示燈”這一功能FC，將其打開(kāi)，不用花很多時(shí)間就能找到，大大縮短了查找時(shí)間。
l 整個(gè)程序的變量名采用縮寫(xiě)，通俗易懂，加上變量附帶的注釋?zhuān)奖懔舜a頭工程人員對(duì)程序的掌握，而且工程人員很容易記住一些常用的變量名，如起升上升允許的變量命是HUPPRM是HOIST UP PERMIT的縮寫(xiě)，在熟悉了變量名后，可利用PLC軟件SIMATIC MANAGER自帶的查找功能（GO TO LOCATION），很快找到該變量對(duì)應(yīng)的程序行，進(jìn)一步縮短查找時(shí)間。
l 程序的編寫(xiě)采用PLC特有的“梯形圖”語(yǔ)言，十分直觀�！疤菪螆D”語(yǔ)言是一種類(lèi)型繼電器圖紙表示方法的語(yǔ)言，對(duì)電氣工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)具有親切感，看程序就象查看原理圖一樣，更容易理解。
l 整個(gè)程序簡(jiǎn)潔，實(shí)用，使用嵌套少。在程序編寫(xiě)思想上較多地考慮利于用戶監(jiān)控， 查找與理解，而不是單純從我們?cè)鯓泳帉?xiě)方便的角度出發(fā)。
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