專利名稱：采用as－i模式通訊的起重機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種起重機，尤其涉及一種內(nèi)部采用AS-I模式通訊的起重機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的集裝箱起重機采用點對點的通訊模式，即上架吊具的每一個傳感器或電磁閥對應(yīng)小車架的控制器PLC(programmable logical controller)的一個接口，控制器PLC采用一對一的通訊方式對上架吊具上的傳感器或電磁閥進行控制。然而，因為電纜芯數(shù)太多吊具在起升過程中容易把電纜拉壞，所以吊具和小車架之間的通訊所使用的電纜芯數(shù)最多不能超過50芯，而可移動雙箱吊具和起重機PLC之間要用到100多個I/O點(對應(yīng)電纜100芯)，因此，點對點的通訊方式無法滿足使用可移動雙箱吊具的起重機的需要?，F(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)所有碼頭使用的可移動雙箱吊具的集裝箱起重機的內(nèi)部通訊方式都是在吊具上也安裝一個PLC，如此可將100多個I/O點濃縮串接起來，使之減少到30~40點(在吊具電纜能承受的范圍內(nèi))，其工作原理為起重機PLC發(fā)幾個指令給吊具PLC，然后吊具PLC收到指令后統(tǒng)一指揮移動吊具的切換，連鎖，驅(qū)動，記憶等復(fù)雜動作，并將信號反饋給起重機PLC。雖然這種方式簡化了起重機的程序和通訊，但是吊具的工作環(huán)境十分惡劣。忽冷忽熱的室外溫度以及帶有鹽霧潮濕的海風都會降低吊具PLC的使用壽命。這些都還只是其次的，最致命的要數(shù)惡劣的震動環(huán)境對吊具所產(chǎn)生的破壞性吊具在每抓一個集裝箱的過程中，都要和集裝箱發(fā)生碰撞，碰撞力或大或小，最高時碰撞應(yīng)力高達30個G。在如此大的震動環(huán)境下，通用型的PLC像西門子、三菱、富士、ABB、OMRON等，雖然我們在這些PLC下面安裝了減震系統(tǒng)，但時間一長PLC的模塊和CPU還是或多或少會被振壞，因此，通用型的PLC是不適合裝在吊具上的。而專用于震動環(huán)境下的PLC，像INTERCONTROL雖然可以用于挖掘機，坦克車等，但這些設(shè)備的震動環(huán)境還是無法和吊具相比，因此時間一長PLC也還是會因振動出現(xiàn)故障。綜上所述，通過在吊具上安裝PLC從而減少電纜數(shù)的方法并不是理想的方法。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種減少電纜數(shù)的同時能夠保證內(nèi)部通訊質(zhì)量的起重機。
為達此目的，本實用新型包括上架吊具和小車架，所述小車架上設(shè)置有控制器PLC以及AS-I主站模塊，所述主站模塊包括通訊模塊和電源模塊，所述上架吊具設(shè)置有至少一個AS-I從站模塊，所述從站模塊包括I/O模塊以及內(nèi)置AS-I芯片的傳感器或執(zhí)行器，所述從站模塊與所述主站模塊通過電纜連接。
在上述的起重機中，所述小車架上的所述主站模塊還包括與整機連接的輸入輸出模塊。
在上述的起重機中，所述上架吊具上的I/O模塊包括型號為AC2410的輸入模塊和AC2417的輸出模塊。
在上述的起重機中，所述上架吊具上的I/O模塊包括型號為AC12的輸入輸出模塊。
在上述的起重機中，所述電纜為一雙芯電纜。
本實用新型的優(yōu)點在于1.本實用新型內(nèi)部只需通過一根兩芯電纜傳輸，大大減少了電纜的芯數(shù)，同時減少了PLC的I/O點數(shù)。
2.本實用新型的AS-I通訊模式提供了很高的操作可靠性。
3.本實用新型抗干擾能力強、防護等級高，同時抗震性能和防水性能也很好。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細說明，其中

圖1是本實用新型的一個實施例的示意圖；圖2是AS-I通訊模式在小車架上的電氣布置圖；圖3是AS-I通訊模式在上架吊具上的電氣布置圖；圖4示出AS-I標準電纜；圖5示出AS-I通訊模式在主站和從站間信息傳遞的方式。
具體實施方式
AS-I(Actuator-Sensor-Interface)總線系統(tǒng) 個串行通信網(wǎng)絡(luò)。要構(gòu)建一個AS-I網(wǎng)絡(luò)必須具備AS-I主站模塊、AS-I從站模塊、連接在主從站間的電纜以及供電單元。
請先參見圖1，圖1是本實用新型的一個實施例的示意圖。如圖所示，本實用新型提供的一種采用AS-I模式通訊的起重機包括小車架1和上架吊具2。其中，小車架1上設(shè)置有控制器PLC_11以及AS-I主站模塊12，上架吊具2設(shè)置有至少一個AS-I從站模塊21。從站模塊21與主站模塊12通過一雙芯電纜連接。此電纜在交換數(shù)據(jù)的同時為從站供電，致使從站無須另接電源。
接下來結(jié)合圖2詳細分析小車架上的設(shè)置。請參見圖2，圖2是AS-I通訊模式在小車架上的電氣布置圖。如圖所示，小車架上設(shè)置有控制器PLC_11、為PLC供電的電源13以及AS-I主站模塊12。其中，主站模塊12包括通訊模塊31、電源模塊32以及與整機連接的輸入輸出模塊33和34。
接下來結(jié)合圖3詳細分析上架吊具上的設(shè)置。請再參見圖3，圖3是AS-I通訊模式在上架吊具上的電氣布置圖。上架吊具設(shè)置有多個AS-I從站模塊21，從站模塊21包括I/O模塊以及內(nèi)置AS-I芯片的傳感器或執(zhí)行器。如圖3所示，I/O模塊由型號為AC2410的輸入模塊41和AC2417的輸出模塊42組成。其中，輸入模塊41可接4個輸入，而輸出模塊42可接4個輸出。此外，I/O模塊還可由型號為AC12的輸入輸出模塊組成，此模塊可同時接4個輸入和4個輸出。
為什么AS-I適合吊具系統(tǒng)？1.使用的電纜少。AS-I網(wǎng)絡(luò)只要求非屏蔽兩芯線傳遞數(shù)據(jù)和電源。因此，吊具上所有的現(xiàn)場元器件只需使用一根AS-i標準扁平電纜或普通的兩芯1.5mm線串聯(lián)起來就能實現(xiàn)通訊，請參見圖4，圖4示出AS-I標準電纜。相比現(xiàn)有技術(shù)中的PLC可移動吊具中的每個電氣元器件都需要接一根電纜到電氣箱而言，采用AS-I系統(tǒng)不僅節(jié)省了許多電纜，而且使工人接線的工作量減少了很多。同時也避免了由于電纜芯數(shù)增加引起電纜收放等一系列問題和故障，為生產(chǎn)正常進行提供了保證。
2.一根電纜可連接的I/O數(shù)目多。AS-I系統(tǒng)的一個主站模塊可帶31個從站模塊，而從站模塊中的每個I/O模塊可分別為4個雙態(tài)組件提供地址(不論是作為輸入還是輸出)。因此，主站模塊在完全配置的情況下，可以為多達124個(31X4)的雙態(tài)組件提供地址，依靠使用雙向從站模塊，可連接的雙態(tài)組件的數(shù)目還可以加倍，達到最多每個主站模塊248個，即主站可通過一根電纜連接多至248個I/O，完全達到了可移動雙箱吊具和起重機PLC之間要用到100多個I/O點的要求。
3.通訊準確及時?，F(xiàn)參見圖5，圖5示出AS-I通訊模式在主站和從站間信息傳遞的方式。如圖所示，AS-I是一個″單主站系統(tǒng)″，即每個網(wǎng)絡(luò)只有一臺用于數(shù)據(jù)交換控制的主站，它順序地訪問每個從站并且等候其響應(yīng)。AS-I使用一個固定的傳輸模式，因此能夠滿足復(fù)雜過程的控制傳輸或區(qū)別數(shù)據(jù)類型的要求。由于使用了固定的傳輸模式，主站可以訪問所有與之相連的從站，并且在5毫秒內(nèi)更新所有的I/O信息。
4.從站無須另接電源。雙芯電纜在數(shù)據(jù)交換的同時，為從站上的各模塊供電(24VDC)，因此從站無須另接電源。
5.編程調(diào)試簡單。ASI與并列的I/O沒有任何區(qū)別，因此AS-i與現(xiàn)有的系統(tǒng)相連接只需對控制程序進行略微修改，整個系統(tǒng)可以在無須了解ASI內(nèi)部功能和附加軟件的情況下進行調(diào)試。
6.監(jiān)控方便。原先使用PLC的可移動吊具如果在吊集裝箱的過程中發(fā)生故障，那么維修人員必須要爬到高度為2.8米的集裝箱上(加上集卡的高度總共要3米多)才能看到吊具程序，這樣對于維修人員來講，既不方便也不安全。試想如果是在下大雨的情況下吊具發(fā)生故障，那么維修人員根本就無法打開吊具電氣箱查看吊具程序?，F(xiàn)在使用了AS-I通訊方式的吊具發(fā)生電氣故障后，只要在起重機的電氣房主PLC上就能查看和監(jiān)控到吊具程序，并可以通過強制的方式先將吊具從集裝箱上脫離出來，不管外部的天氣環(huán)境如何惡劣都不怕，這樣維修人員不僅維修起來方便而且工作安全性也得到了提升。
7.抗震性能和防水性能好。AS-I吊具上所使用的電氣元器件包括型號為AC2410，AC2417的I/O模塊和電感式接近開關(guān)等，防護等級都是在IP67以上而且可以工作在高震動和海水環(huán)境中，這樣就大大提高了吊具電氣元器件的使用壽命，減少了港口用戶對吊具電器件作為備品備件的費用支出。
8.AS-I信號特性可以增加抗干擾性。AS-I通訊方式提供了很高的操作可靠性，主站檢查網(wǎng)絡(luò)電壓和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，它能識別傳輸錯誤和從站的故障，并且向控制器報告這些事件，用戶可以決定系統(tǒng)對他們該做怎樣的處理，在對系統(tǒng)中其它站點通訊不影響的情況下對從站進行更換和添加。
總而言之，在港口起重機上使用AS-I兩線通訊系統(tǒng)是非常合理的一種方式。不僅節(jié)約了成本，降低了工作量，最主要的是提高了產(chǎn)品的可靠性。采用AS-I模式通訊的起重機將會有很大的前景。
上述實施例僅為了方便說明而舉例而已，并不是對本實用新型的范圍的限制。對于本技術(shù)領(lǐng)域的一般人員來說，可以在不脫離本實用新型的精神的情況下，做出種種變化。因此，本實用新型所主張的范圍應(yīng)以權(quán)利要求書中的權(quán)利要求所述的為準。
權(quán)利要求1.一種采用AS-I模式通訊的起重機，包括上架吊具和小車架，其特征在于，所述小車架上設(shè)置有控制器PLC以及AS-I主站模塊，所述主站模塊包括通訊模塊和電源模塊，所述上架吊具設(shè)置有至少一個AS-I從站模塊，所述從站模塊包括I/O模塊以及內(nèi)置AS-I芯片的傳感器或執(zhí)行器，所述從站模塊與所述主站模塊通過電纜連接。
2.如權(quán)利要求1所述的起重機，其特征在于，所述小車架上的所述主站模塊還包括與整機連接的輸入輸出模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的起重機，其特征在于，所述上架吊具上的I/O模塊包括型號為AC2410的輸入模塊和AC2417的輸出模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的起重機，其特征在于，所述上架吊具上的I/O模塊包括型號為AC12的輸入輸出模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的起重機，其特征在于，所述電纜為一雙芯電纜。
專利摘要本實用新型涉及一種起重機，尤其涉及一種內(nèi)部采用AS－I模式通訊的起重機。本實用新型包括上架吊具和小車架，所述小車架上設(shè)置有控制器PLC以及AS－I主站模塊，所述主站模塊包括通訊模塊和電源模塊，所述上架吊具設(shè)置有至少一個AS－I從站模塊，所述從站模塊包括I/O模塊以及內(nèi)置AS－I芯片的傳感器或執(zhí)行器，所述從站模塊與所述主站模塊通過電纜連接。本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型內(nèi)部只需通過一根兩芯電纜傳輸，大大減少了電纜的芯數(shù)，同時減少了PLC的I/O點數(shù)；本實用新型的AS－I通訊模式提供了很高的操作可靠性；本實用新型抗干擾能力強、防護等級高，同時抗震性能和防水性能也很好。
文檔編號B66C13/18GK2926172SQ20062004384
公開日2007年7月25日 申請日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者羅國強, 顧振華 申請人:上海振華港口機械(集團)股份有限公司