三網自動化網絡在礦井提升機電控系統中的應用

摘 要：在礦井運輸中，提升機是礦井生產的咽喉要道。如果礦井提升機自動化網絡通訊不能穩定運行，會帶來不利的影響。文章主要探討采用三網自動化網絡配置，以實現礦井提升機電控系統自動化網絡通訊的穩定、快速、可靠運行，為礦井提升機電控系統安全運行提供了一份強有力的保障。

關鍵詞：礦井運輸；三網自動化網絡；提升機

引言

提升機，又稱絞車，是礦井生產的咽喉要道，在礦井運輸中有重要地位，提升機電控系統又是礦井提升機的關鍵中的關鍵，而電控系統網絡通訊則充當著系統各部分的連接橋梁作用，如何能夠實現礦井提升機自動化網絡通訊的穩定、快速、可靠的運行是大部分礦井提升機控制系統亟需解決的問題之一。為此我們想到了采用三層網絡配置進行解決。

1 三網自動化網絡優越性能

1.1 三網自動化網絡配置合理高效

三層網絡的概念，分別是以太網、Controlnet網、ProfiBus DP網，上層信息作為數據的采集及程序的維護；中層自動化及控制層可以達到實時I/O控制，實現控制器互鎖及報文傳送；底層的設備網絡則用于底層的設備，成本較低，信息集成效率高。

1.1.1 以太網工業計算機通過以太網實現與人機界面觸摸屏及上位機通訊

以太網則具以下的優點：

（1）數據傳輸的速率相當高，帶寬足夠；（2）傳輸協議雖然不同，但是卻可以在同一個總線上運行，所以其能夠為企業建立公共性的網絡平臺又或基礎性構架；（3）基于TCP/IP的以太網采用國際主流標準，協議開放，方便設備的維護，可實現遠程訪問，遠程診斷；（4）在整個網絡中，運用了交互式和開放的數據存取技術；（5）以太網基于TCP/IP，并采用國際上的主流標準，協議較開放，較容易互連且有互操作性。

1.1.2 Controlnet網主控PLC、監控PLC、司機操作臺使用同軸網線或者光纖作為介質，通過Controlnet網絡實現離散設備之間的連接通訊。

ControlNet網是實時的控制層網絡，于同一物理層介質中的鏈路上可以提供時間關鍵的輸入、輸出數據及消息數據，以及提供上傳和下載程序、端到端的報文的傳遞、組態數據等通訊支持。其具有確定性，可重復性。ControlNet是控制速度高達5Mbits/sec的數據采集網絡，其輸入輸出的性能、由端到端通訊的性能都使其可靠性、協調性、同步性及實時性得到了確保。

基于消費及生產的ControlNet網，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據的多路發送。這與僅提供單一主控制器的傳統鏈路相比較有了不少的提升。ControlNet通過端到端數據和輸入數據的組播的方式，很大程度上減少了網絡上的交通量，使得網絡性能及效率得到了大幅度的提升。

ControlNet有可重復性及高確定性的網絡，它具有預見數據什么時候可以可靠傳輸到目標的能力，并且數據傳輸時間并不受網絡節點的增加、移除或網絡繁忙等的因素的影響而能夠保持穩定的能力。

1.1.3 ProfiBus DP網。過程控制通過工業現場總線ProfiBus DP實現主控PLC與傳動DCS800之間的主從通訊。其技術特點為：

ProfiBus DP的技術協議只對第一層、第二層以及用戶接口進行了定義，則從第三層到第七層并沒有加以描述，這種協議的結構與ISO開放式系統的互聯模型相符，且該協議結構還可以確保數據傳輸的快速、有效。總線存取協議于現場總線鏈路層即第二層發生，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傳輸技術特點為：其采用光纖或者RS485傳輸的技術，在電磁干擾大的環境中系統運行時需采取光纖傳輸技術。RS485傳輸技術的特別之處是：傳輸速率從9.6KB/S到12MB/S；網絡拓撲線性總線，兩端則帶有有源的總線終端電阻；圖1為顧北礦井提升機電控系統自動化網絡布置情況。

1.2 工控PLC與編程器連接方便、快捷、穩定

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

連接設置簡單，易操作：

檢查擊計算機的IP設定，本地的TCP/IP協議屬性設置相應網段192.168.0.xxx。初次連接，由于以太網模塊未設置IP地址，需要賦予其地址。打開BOOTP/DHCP Server，會掃描到以太網模塊的地址。

（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）鼠標右擊添加到下邊欄中“Add to Relation List”。（3）設定IP，雙擊下邊欄中的MAC硬件，添加IP（注意：此時IP并未設到ENBT中）。（4）點擊“Enable BOOTP”返回有可能是失敗消息，注意不要重啟動機架電源，稍等會就可以在模塊上看到模塊地址。（5）然后點擊“DisEnable BOOTP/DHCP”（IP永久設置在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里添加驅動，設定IP為BOOTP中設定的IP，RSWHO找到ENBT，右擊Module Configration修改Network Configuration Type狀態由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網絡的驅動程序都是完整的，因而成為工業通訊的樞紐。在RSLinx軟件支持下，所有被激活的網絡可以通過一個窗口來查看，且所支持的應用程序組合能通過一個或多個通訊接口來同時運行。

（1）打開RSLinx軟件，在工具條上面單擊Configure Drivers（即組態驅動）或單擊菜單欄中Communications->Configure Drivers。（2）接下來彈出窗口Configure Driver Types，繼續單擊在對話框Available Driver Types中的下拉箭頭，選擇Ethernet devices。（3）檢查計算機IP地址設置，可以通過單擊本地連接圖標來檢查。（4）單擊OK，若該驅動程序在運行，則在Configure Driver 窗口列表中會出現字樣為：AB_ETHIP-1 A-B Ethernet RUNNING。（5）左鍵點擊Close則返回到了RSLinx 的初始界面，繼續點擊Communications->RSWho，網絡圖標為AB_ETHIP-1則出現在工作區左側列表上，單擊Refresh或選中右上Autobrowse，在驅動組態正常的情況下，若單擊該網絡圖標，配置好的設備的圖標就會出現。（6）用戶可通過

RSWho 查看框架配置，也可獲取設備的相關信息。

到此，就完成了通過EtherNet/IP網絡接入上位機。

2 結束語

通過上述網絡配置，實現了礦井提升機電控系統自動化網絡通訊的穩定、快速、可靠運行，為礦井提升機電控系統安全運行提供了一份強有力的保障。