基于PLC的船舶主机遥控系统辅车钟的设计

2010-09-07陈严

武汉船舶职业技术学院学报 2010年5期

陈严

(武汉航海职业技术学院,湖北武汉 430062)

现代航运事业的发展对自动化程度及操纵安全性的要求越来越高,船用车钟作为船舶遥控系统的重要组成部分,是现代化船舶机舱必不可少的重要设备之一。辅车钟是实现驾驶室和集控室联系的主要部件,是遥控系统重要的联络设备。目前国内船舶上使用的车钟大致有两类,一类是采用自整角机控制电路显示传令,另一类是使用手控凸轮或琴键开关等配合指示灯显示传令,实践证明这两类车钟弊端比较多。本文提出的基于PLC的新型辅车钟,能在很大程度上提高船舶遥控系统的安全性能。

1 系统构成

系统由2个控制单元组成,驾驶台控制单元和集控室控制单元,主要系统硬件有S7-200PLC CPU224模块、数字量扩展模块EM223、输入端口,以及 RS-485通讯接口、双绞线等。本系统要实现的通讯功能有:备车、定速航行、驾控、集控、应急、完车、海速、停车、前进一二三四、后退一二三四等。

2 通讯原理

通讯方式采用串行异步双工通讯。使用两台相同的S7-200 PLC CPU224和EM223组合,一台置于驾驶室,另一台置于集控室如图1所示,两者之间以RS-485通信接口和双绞线连接组成一个实用PPI协议的单主站通讯网络,在用户程序中使用PPI主站模式,S7-200 CPU在RUN模式下可以作为主站,使用主站模式后,通过读写指令读写另一个S7-200 PLC。同时也可以响应其他主站的请求,把车钟要实现的各种功能写成程序,从而达到点对点(PPI)通讯的目的。这种技术方案的优点在于用程序控制车钟功能,系统结构简单,控制方便。需要特别指出的是用RS-485通信接口和双绞线作为通讯的连接媒介,无论是在数据传输的距离还是传输的速率都大大提高,而且其抗干扰能力也较好,数据传输的安全性能得到保证。

图1 辅车钟接口电路图

2.1 实现2台PLC通讯设计

两台S7-200系列PLC通过RS-485通信接口和双绞线组成一通信网络,编程计算机或者编程器通过 PC/PPI电缆分别单独连接各台PLC,在编程软件中,通过系统块分别将他们的站地址设为2和3,用NETR和NETW指令实现两台PLC之间的通信,2号站为主站,3号站为从站,并将系统块下载到CPU中,然后将两台PLC和计算机连接在一起。在实际应用中,计算机编程完成后可以撤出系统,由两台PLC组成一主一从两站,完成数据的传输,在这个系统中,将用计算机编好的程序下载到2站中,3号站在通信中是被动的,不需要通信程序。2号站读取3号站的V存储区的值后,将其存入本机的V存储区中,2号站同时用网络写指令将它的V存储区的值写入3号站的V存储区,辅车钟PLC I/O通道表如表1所示。