本实用新型专利技术是一种基于Ｐｒｏｆｉｂｕｓ的游乐设施安全监控装置，其特征是以研华工控ＰＣ配以ＣＰ５６１１通信卡作为主站，以Ｓ７－２００ ＰＬＣ ＣＰＵ２２４作为从站，并配以ＥＭ２７７扩展模块，在现场设有远程Ｉ／Ｏ和人机界面（ＨＭＩ），分为现场 级、控制级和管理监控级。优点：可使本地各设备的信息交互更加迅速，而且能够实现远程监控和维护，适应了游乐场所管控一体化的要求。将Ｐｒｏｆｉｂｕｓ现场总线技术应用于游乐设施的安全监控，改变了传统的人工监管方式，实现了对游乐设施的计算机安全监控与安全预警功能。本装置能够有效的监控游乐设施的运行情况，减少事故发生率，提高设备的安全运行水平，保障游客的人身安全。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术是一种基于Profibus的游乐设施安全监控装置，属于特种设 备安全监控领域。
技术介绍
大型游乐设施是一种集钢结构、机构、电气和自动控制等为一体的机械， 本质上是一种利用不同的加速度和加速度的变化梯度的组合变化，提供乘客 体验加速度感觉的机电一体化平台。为了最大限度地追求乘客感官的刺激效应， 通常游乐设施都是高速运转且运动形式很复杂的机电设备。因此，大型游乐设 施在运行过程中与游客生命安全息息相关，是危险性较大的特种设备之一。长 期以来，对游乐设施的安全监控处于人工管理的方式，客观上存在诸多漏洞， 游乐设施的安全运行难以得到有效的保障，形成事故频发的状况。
技术实现思路
本技术的目的在于针对游乐设施的高危险性和传统的人工安全监控 的不足，提出一种基于Profibus的游乐设施安全监控装置，提高游乐设施的安 全运行水平，保障游客的人身安全。本技术的技术解决方案其特征是以研华工控PC配以CP5611通信卡作 为主站，以S7-200 PLCCPU224作为从站，并配以EM277扩展模块，在现场设有 远程I/0和人机界面(HMI),通过Profibus总线通讯实现游乐设施安全监控， 装置分为现场级、控制级和管理监控级。本技术的优点将Profits现场总线技术应用于游乐设施的安全监控，它改变了传统的人工看管方式，具有功能实用，安全性和实时性强，易于 操作等特点，能够满足游乐设施控制和保护的需要，本装置能够有效的监控游 乐设施的运行情况，减少事故发生率，提高设备的安全运行水平，保障游客的 人身安全。装置开放性好，扩展性强，可移植性强，可用于同类游乐设施，具 有实际操作性。可维护性好，通过现场级装置可以获得大量丰富的现场设备数 据，具有在线故障预警、诊断、报警、记录功能。装置安全性强，可靠性高，通过Profibus现场总线技术可以快速准确监控设备故障。保障了游乐设施的 安全运行和游客的人身安全，具有很高的社会效应和经济效益。改变了传统 的监控方式，具有功能实用，安全性和实时性强，易于操作等特点，能够满足 整个游乐园设备安全运行的需要。附图说明附图1是基于Profibus现场总线的游乐设施安全监控装置的结构示意图。附图2是实现Profibus总线通讯的结构示意图。具体实施方式对照附图l，其结构是以研华工控PC配以CP5611通信卡作为主站，以 S7-200 PLC CPU224作为从站，并配以EM277扩展模块，在现场设有远程I/0和 丽I人机界面，整个装置可分为现场级、控制级和管理监控级；所述的现场级主要由游乐设施现场电控柜组成。所述的游乐设施现场电控 柜连接控制液压装置和调速电机的工作，其中液压装置内设有温度传感器、压 力传感器与液位传感器，调速电机由变频器控制，游乐设备中的各限位开关、 行程开关、温度传感器、压力传感器、液位传感器、电磁阀、远程I/0通过电 缆连接到Profibus-PA总线，并通过链接器(DP/PA)连接到可编程控制器(PLC)以实现装置的控制。所述的控制级主要由可编程控制器(PLC)和人机界面(HMI)组成。PLC 通过Profibus-DP通讯模块与DP/PA链接器相连接，链接器的另一端连接控制箱 外的Profibus-PA总线。考虑到各游乐设施在游乐园中的地理分布，即从站距 离主站较远(10(Tl000m)，故在从站现场的电控柜设有HMI人机界面西门子 TP270，连接在Profibus-PA总线上，以实现现场控制操作和状态参数的显示。 游乐设施的启停可由操作员在现场通过HMI发出指令，亦可通过工控机来实现 操作。所述的管理监控级主要由与PLC相连接的上位工控机组成。实现管理监控功 能包括流程显示、.运行参数显示、报警、报表生成、打印等功能。对照附图2，由研华工控PC作为监控管理级上位机，配以CP5611通信 卡作为主站，通信地址为0。人机界面HMI TP270为DP主站，通信地址为1。 可编程控制器PLC及其扩展模块EM277作为DP从站，通信地址为3。远程I/O 作为DP从站，通信地址为4。各站均与Profibus-DP总线相连接。其组态步骤打开SIMATIC Manager,新建一个组态，主站为PC Station, HMI TP270为二类主站，从站是EM277 Prof ibus-DP和ET200，主站的地址可 以选择从1到126， PC机一般默认为0，且必须与CP56il地址相同，HMI默认 地址为l;从站的地址可以选择从3到99， PLC从站为3，必须与EM277的地 址一致，ET200从站地址为4。 HMI通过Win2000控制面板中的"网络Network" 进行通讯组态。因为数据采集和显示的实时性要求高，为能实现快速、稳定的 传输和通信，采用Prof ibus-DP协议实现主站和从站之间的通讯。用St印7完成装置配置。由于在St印7中都装有GSD库，所以不用再单独导入设备的GSD文件，选择"Network Settings"，并将波特率设置为187. 5Kbps， 因为这个波特率比较常用。配置S7-200为8bytes in/8bytes out。配置ET200 输入输出地址分别为IB4和QB4，在Parameterize中选择偏移地址，地址对应于 S7-200 PLC的数据区(即V区),默认为0，在此设置为4000，即从VB4000开始， 组态完成后，导出NCM文件，生成*. txt和^ ldb文件。所述的Profibus是一种国际性的开放式现场总线标准，它由三个兼容部 分组成(1) Profibus-DP: —种经过优化的高速、价格低廉的通信连接，专 为自动化控制装置与设备级分散1/0之间通信而设计的。(2) Profibus-PA: 专为过程自动化设计，采用标准的本质安全传输技术，用于对安全性要求高的 场合及由总线供电的站点。(3) Profibus-FMS:用于车间级监控网络，是一个 令牌结构、实时多主网络。所述的Prof ibus-DP使用IS0/0SI参考模型的第1， 2层(物理层，数据链 接层)和用户接口，用于设备级的高速数据传送。Profibus-DP的基本功能和 特性如下(1)远距离高速通信电缆的最大长度取决于传输速度，如表1 所示；(2)分布式结构各主站间令牌传递，主站与从站数据传送；(3)易于 安装；(4)诊断功能包括本站诊断，模块诊断和通道诊断；(5)开放式通信 网络；(6)可靠性和保护机制。表l网段总线长度与传输速率的关系<table>table see original document page 6</column></row><table>所述的Profibus-PA采用扩展的Profibus-DP协议。此外，还使用了描述 现场设备行为的行规。根据IEC1158-2标准，这种传输技术可确保其本质的安 全性并通过总线给现场设备供电，使用段耦合器，Profibus-PA设备能很方便 地连接到Profibus-DP网络中。权利要求1、基于Profibus现场总线的游乐设施安全监控装置，其特征是以研华工控PC配以CP5611通信卡作为主站，以S7-200 PL本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于Ｐｒｏｆｉｂｕｓ现场总线的游乐设施安全监控装置，其特征是以研华工控ＰＣ配以ＣＰ５６１１通信卡作为主站，以Ｓ７－２００ ＰＬＣ ＣＰＵ２２４作为从站，并配以ＥＭ２７７扩展模块，在现场设有远程Ｉ／Ｏ和人机界面ＨＭＩ，通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线通讯实现游乐设施安全监控，装置分为现场级、控制级和管理监控级。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李果，张广明，凌祥，黄凯，强天鹏，李向东，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]
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