專利名稱：：一種基于Profibus的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型是一種基于Profibus的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置，屬于特種設(shè)備安全監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：大型游樂設(shè)施是一種集鋼結(jié)構(gòu)、機構(gòu)、電氣和自動控制等為一體的機械，本質(zhì)上是一種利用不同的加速度和加速度的變化梯度的組合變化，提供乘客體驗加速度感覺的機電一體化平臺。為了最大限度地追求乘客感官的刺激效應，通常游樂設(shè)施都是高速運轉(zhuǎn)且運動形式很復雜的機電設(shè)備。因此，大型游樂設(shè)施在運行過程中與游客生命安全息息相關(guān)，是危險性較大的特種設(shè)備之一。長期以來，對游樂設(shè)施的安全監(jiān)控處于人工管理的方式，客觀上存在諸多漏洞，游樂設(shè)施的安全運行難以得到有效的保障，形成事故頻發(fā)的狀況。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對游樂設(shè)施的高危險性和傳統(tǒng)的人工安全監(jiān)控的不足，提出一種基于Profibus的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置，提高游樂設(shè)施的安全運行水平，保障游客的人身安全。本實用新型的技術(shù)解決方案其特征是以研華工控PC配以CP5611通信卡作為主站，以S7-200PLCCPU224作為從站，并配以EM277擴展模塊，在現(xiàn)場設(shè)有遠程I/0和人機界面(HMI),通過Profibus總線通訊實現(xiàn)游樂設(shè)施安全監(jiān)控，裝置分為現(xiàn)場級、控制級和管理監(jiān)控級。本實用新型的優(yōu)點將Profits現(xiàn)場總線技術(shù)應用于游樂設(shè)施的安全監(jiān)控，它改變了傳統(tǒng)的人工看管方式，具有功能實用，安全性和實時性強，易于操作等特點，能夠滿足游樂設(shè)施控制和保護的需要，本裝置能夠有效的監(jiān)控游樂設(shè)施的運行情況，減少事故發(fā)生率，提高設(shè)備的安全運行水平，保障游客的人身安全。裝置開放性好，擴展性強，可移植性強，可用于同類游樂設(shè)施，具有實際操作性?？删S護性好，通過現(xiàn)場級裝置可以獲得大量豐富的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，具有在線故障預警、診斷、報警、記錄功能。裝置安全性強，可靠性高，通過Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)可以快速準確監(jiān)控設(shè)備故障。保障了游樂設(shè)施的安全運行和游客的人身安全，具有很高的社會效應和經(jīng)濟效益。改變了傳統(tǒng)的監(jiān)控方式，具有功能實用，安全性和實時性強，易于操作等特點，能夠滿足整個游樂園設(shè)備安全運行的需要。附圖1是基于Profibus現(xiàn)場總線的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是實現(xiàn)Profibus總線通訊的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式對照附圖l，其結(jié)構(gòu)是以研華工控PC配以CP5611通信卡作為主站，以S7-200PLCCPU224作為從站，并配以EM277擴展模塊，在現(xiàn)場設(shè)有遠程I/0和麗I人機界面，整個裝置可分為現(xiàn)場級、控制級和管理監(jiān)控級；所述的現(xiàn)場級主要由游樂設(shè)施現(xiàn)場電控柜組成。所述的游樂設(shè)施現(xiàn)場電控柜連接控制液壓裝置和調(diào)速電機的工作，其中液壓裝置內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、壓力傳感器與液位傳感器，調(diào)速電機由變頻器控制，游樂設(shè)備中的各限位開關(guān)、行程開關(guān)、溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、電磁閥、遠程I/0通過電纜連接到Profibus-PA總線，并通過鏈接器(DP/PA)連接到可編程控制器(PLC)以實現(xiàn)裝置的控制。所述的控制級主要由可編程控制器(PLC)和人機界面(HMI)組成。PLC通過Profibus-DP通訊模塊與DP/PA鏈接器相連接，鏈接器的另一端連接控制箱外的Profibus-PA總線。考慮到各游樂設(shè)施在游樂園中的地理分布，即從站距離主站較遠(10(Tl000m)，故在從站現(xiàn)場的電控柜設(shè)有HMI人機界面西門子TP270，連接在Profibus-PA總線上，以實現(xiàn)現(xiàn)場控制操作和狀態(tài)參數(shù)的顯示。游樂設(shè)施的啟?？捎刹僮鲉T在現(xiàn)場通過HMI發(fā)出指令，亦可通過工控機來實現(xiàn)操作。所述的管理監(jiān)控級主要由與PLC相連接的上位工控機組成。實現(xiàn)管理監(jiān)控功能包括流程顯示、.運行參數(shù)顯示、報警、報表生成、打印等功能。對照附圖2，由研華工控PC作為監(jiān)控管理級上位機，配以CP5611通信卡作為主站，通信地址為0。人機界面HMITP270為DP主站，通信地址為1。可編程控制器PLC及其擴展模塊EM277作為DP從站，通信地址為3。遠程I/O作為DP從站，通信地址為4。各站均與Profibus-DP總線相連接。其組態(tài)步驟打開SIMATICManager,新建一個組態(tài)，主站為PCStation,HMITP270為二類主站，從站是EM277Profibus-DP和ET200，主站的地址可以選擇從1到126，PC機一般默認為0，且必須與CP56il地址相同，HMI默認地址為l;從站的地址可以選擇從3到99，PLC從站為3，必須與EM277的地址一致，ET200從站地址為4。HMI通過Win2000控制面板中的"網(wǎng)絡Network"進行通訊組態(tài)。因為數(shù)據(jù)采集和顯示的實時性要求高，為能實現(xiàn)快速、穩(wěn)定的傳輸和通信，采用Profibus-DP協(xié)議實現(xiàn)主站和從站之間的通訊。用St印7完成裝置配置。由于在St印7中都裝有GSD庫，所以不用再單獨導入設(shè)備的GSD文件，選擇"NetworkSettings"，并將波特率設(shè)置為187.5Kbps，因為這個波特率比較常用。配置S7-200為8bytesin/8bytesout。配置ET200輸入輸出地址分別為IB4和QB4，在Parameterize中選擇偏移地址，地址對應于S7-200PLC的數(shù)據(jù)區(qū)(即V區(qū)),默認為0，在此設(shè)置為4000，即從VB4000開始，組態(tài)完成后，導出NCM文件，生成*.txt和^ldb文件。所述的Profibus是一種國際性的開放式現(xiàn)場總線標準，它由三個兼容部分組成(1)Profibus-DP:—種經(jīng)過優(yōu)化的高速、價格低廉的通信連接，專為自動化控制裝置與設(shè)備級分散1/0之間通信而設(shè)計的。(2)Profibus-PA:專為過程自動化設(shè)計，采用標準的本質(zhì)安全傳輸技術(shù)，用于對安全性要求高的場合及由總線供電的站點。(3)Profibus-FMS:用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡，是一個令牌結(jié)構(gòu)、實時多主網(wǎng)絡。所述的Profibus-DP使用IS0/0SI參考模型的第1，2層(物理層，數(shù)據(jù)鏈接層)和用戶接口，用于設(shè)備級的高速數(shù)據(jù)傳送。Profibus-DP的基本功能和特性如下(1)遠距離高速通信電纜的最大長度取決于傳輸速度，如表1所示；(2)分布式結(jié)構(gòu)各主站間令牌傳遞，主站與從站數(shù)據(jù)傳送；(3)易于安裝；(4)診斷功能包括本站診斷，模塊診斷和通道診斷；(5)開放式通信網(wǎng)絡；(6)可靠性和保護機制。表l網(wǎng)段總線長度與傳輸速率的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述的Profibus-PA采用擴展的Profibus-DP協(xié)議。此外，還使用了描述現(xiàn)場設(shè)備行為的行規(guī)。根據(jù)IEC1158-2標準，這種傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)的安全性并通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電，使用段耦合器，Profibus-PA設(shè)備能很方便地連接到Profibus-DP網(wǎng)絡中。權(quán)利要求1、基于Profibus現(xiàn)場總線的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置，其特征是以研華工控PC配以CP5611通信卡作為主站，以S7-200PLCCPU224作為從站，并配以EM277擴展模塊，在現(xiàn)場設(shè)有遠程I/O和人機界面HMI，通過Profibus總線通訊實現(xiàn)游樂設(shè)施安全監(jiān)控，裝置分為現(xiàn)場級、控制級和管理監(jiān)控級。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于Profibus現(xiàn)場總線的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置，其特征是所述的現(xiàn)場級包括游樂設(shè)施現(xiàn)場電控柜組成，所述的游樂設(shè)施現(xiàn)場電控柜連接液壓裝置和調(diào)速電機，其中液壓裝置內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、壓力傳感器與液位傳感器，調(diào)速電機由變頻器控制，游樂設(shè)備中的各限位開關(guān)、行程開關(guān)、溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、電磁閥、遠程I/0通過電纜連接到Profibus-PA總線，并通過鏈接器DP/PA連接到可編程控制器PLC以實現(xiàn)裝置的控制。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于Profibus現(xiàn)場總線的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置，其特征是所述的控制級由可編程控制器PLC通過Profibus-DP通訊模塊與鏈接器DP/PA的一端相連接，鏈接器DP/PA的另一端連接控制箱外的Profibus-PA總線。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于Profibus現(xiàn)場總線的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置，其特征是所述的管理監(jiān)控級由可編程控制器連接上位工控機。專利摘要本實用新型是一種基于Profibus的游樂設(shè)施安全監(jiān)控裝置，其特征是以研華工控PC配以CP5611通信卡作為主站，以S7-200PLCCPU224作為從站，并配以EM277擴展模塊，在現(xiàn)場設(shè)有遠程I/O和人機界面(HMI)，分為現(xiàn)場級、控制級和管理監(jiān)控級。優(yōu)點可使本地各設(shè)備的信息交互更加迅速，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控和維護，適應了游樂場所管控一體化的要求。將Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)應用于游樂設(shè)施的安全監(jiān)控，改變了傳統(tǒng)的人工監(jiān)管方式，實現(xiàn)了對游樂設(shè)施的計算機安全監(jiān)控與安全預警功能。本裝置能夠有效的監(jiān)控游樂設(shè)施的運行情況，減少事故發(fā)生率，提高設(shè)備的安全運行水平，保障游客的人身安全。文檔編號G05B19/418GK201397467SQ20092003678公開日2010年2月3日申請日期2009年2月25日優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日發(fā)明者祥凌,張廣明,強天鵬,果李,李向東,凱黃申請人:南京工業(yè)大學