专利名称：采用as－i模式通讯的起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种起重机，尤其涉及一种内部采用AS-I模式通讯的起重机。
背景技术：
传统的集装箱起重机采用点对点的通讯模式，即上架吊具的每一个传感器或电磁阀对应小车架的控制器PLC(programmable logical controller)的一个接口，控制器PLC采用一对一的通讯方式对上架吊具上的传感器或电磁阀进行控制。然而，因为电缆芯数太多吊具在起升过程中容易把电缆拉坏，所以吊具和小车架之间的通讯所使用的电缆芯数最多不能超过50芯，而可移动双箱吊具和起重机PLC之间要用到100多个I/O点(对应电缆100芯)，因此，点对点的通讯方式无法满足使用可移动双箱吊具的起重机的需要。现有技术中，国内所有码头使用的可移动双箱吊具的集装箱起重机的内部通讯方式都是在吊具上也安装一个PLC，如此可将100多个I/O点浓缩串接起来，使之减少到30~40点(在吊具电缆能承受的范围内)，其工作原理为起重机PLC发几个指令给吊具PLC，然后吊具PLC收到指令后统一指挥移动吊具的切换，连锁，驱动，记忆等复杂动作，并将信号反馈给起重机PLC。虽然这种方式简化了起重机的程序和通讯，但是吊具的工作环境十分恶劣。忽冷忽热的室外温度以及带有盐雾潮湿的海风都会降低吊具PLC的使用寿命。这些都还只是其次的，最致命的要数恶劣的震动环境对吊具所产生的破坏性吊具在每抓一个集装箱的过程中，都要和集装箱发生碰撞，碰撞力或大或小，最高时碰撞应力高达30个G。在如此大的震动环境下，通用型的PLC像西门子、三菱、富士、ABB、OMRON等，虽然我们在这些PLC下面安装了减震系统，但时间一长PLC的模块和CPU还是或多或少会被振坏，因此，通用型的PLC是不适合装在吊具上的。而专用于震动环境下的PLC，像INTERCONTROL虽然可以用于挖掘机，坦克车等，但这些设备的震动环境还是无法和吊具相比，因此时间一长PLC也还是会因振动出现故障。综上所述，通过在吊具上安装PLC从而减少电缆数的方法并不是理想的方法。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种减少电缆数的同时能够保证内部通讯质量的起重机。
为达此目的，本实用新型包括上架吊具和小车架，所述小车架上设置有控制器PLC以及AS-I主站模块，所述主站模块包括通讯模块和电源模块，所述上架吊具设置有至少一个AS-I从站模块，所述从站模块包括I/O模块以及内置AS-I芯片的传感器或执行器，所述从站模块与所述主站模块通过电缆连接。
在上述的起重机中，所述小车架上的所述主站模块还包括与整机连接的输入输出模块。
在上述的起重机中，所述上架吊具上的I/O模块包括型号为AC2410的输入模块和AC2417的输出模块。
在上述的起重机中，所述上架吊具上的I/O模块包括型号为AC12的输入输出模块。
在上述的起重机中，所述电缆为一双芯电缆。
本实用新型的优点在于1.本实用新型内部只需通过一根两芯电缆传输，大大减少了电缆的芯数，同时减少了PLC的I/O点数。
2.本实用新型的AS-I通讯模式提供了很高的操作可靠性。
3.本实用新型抗干扰能力强、防护等级高，同时抗震性能和防水性能也很好。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明，其中
图1是本实用新型的一个实施例的示意图；图2是AS-I通讯模式在小车架上的电气布置图；图3是AS-I通讯模式在上架吊具上的电气布置图；图4示出AS-I标准电缆；图5示出AS-I通讯模式在主站和从站间信息传递的方式。
具体实施方式
AS-I(Actuator-Sensor-Interface)总线系统 个串行通信网络。要构建一个AS-I网络必须具备AS-I主站模块、AS-I从站模块、连接在主从站间的电缆以及供电单元。
请先参见图1，图1是本实用新型的一个实施例的示意图。如图所示，本实用新型提供的一种采用AS-I模式通讯的起重机包括小车架1和上架吊具2。其中，小车架1上设置有控制器PLC_11以及AS-I主站模块12，上架吊具2设置有至少一个AS-I从站模块21。从站模块21与主站模块12通过一双芯电缆连接。此电缆在交换数据的同时为从站供电，致使从站无须另接电源。
接下来结合图2详细分析小车架上的设置。请参见图2，图2是AS-I通讯模式在小车架上的电气布置图。如图所示，小车架上设置有控制器PLC_11、为PLC供电的电源13以及AS-I主站模块12。其中，主站模块12包括通讯模块31、电源模块32以及与整机连接的输入输出模块33和34。
接下来结合图3详细分析上架吊具上的设置。请再参见图3，图3是AS-I通讯模式在上架吊具上的电气布置图。上架吊具设置有多个AS-I从站模块21，从站模块21包括I/O模块以及内置AS-I芯片的传感器或执行器。如图3所示，I/O模块由型号为AC2410的输入模块41和AC2417的输出模块42组成。其中，输入模块41可接4个输入，而输出模块42可接4个输出。此外，I/O模块还可由型号为AC12的输入输出模块组成，此模块可同时接4个输入和4个输出。
为什么AS-I适合吊具系统？1.使用的电缆少。AS-I网络只要求非屏蔽两芯线传递数据和电源。因此，吊具上所有的现场元器件只需使用一根AS-i标准扁平电缆或普通的两芯1.5mm线串联起来就能实现通讯，请参见图4，图4示出AS-I标准电缆。相比现有技术中的PLC可移动吊具中的每个电气元器件都需要接一根电缆到电气箱而言，采用AS-I系统不仅节省了许多电缆，而且使工人接线的工作量减少了很多。同时也避免了由于电缆芯数增加引起电缆收放等一系列问题和故障，为生产正常进行提供了保证。
2.一根电缆可连接的I/O数目多。AS-I系统的一个主站模块可带31个从站模块，而从站模块中的每个I/O模块可分别为4个双态组件提供地址(不论是作为输入还是输出)。因此，主站模块在完全配置的情况下，可以为多达124个(31X4)的双态组件提供地址，依靠使用双向从站模块，可连接的双态组件的数目还可以加倍，达到最多每个主站模块248个，即主站可通过一根电缆连接多至248个I/O，完全达到了可移动双箱吊具和起重机PLC之间要用到100多个I/O点的要求。
3.通讯准确及时。现参见图5，图5示出AS-I通讯模式在主站和从站间信息传递的方式。如图所示，AS-I是一个″单主站系统″，即每个网络只有一台用于数据交换控制的主站，它顺序地访问每个从站并且等候其响应。AS-I使用一个固定的传输模式，因此能够满足复杂过程的控制传输或区别数据类型的要求。由于使用了固定的传输模式，主站可以访问所有与之相连的从站，并且在5毫秒内更新所有的I/O信息。
4.从站无须另接电源。双芯电缆在数据交换的同时，为从站上的各模块供电(24VDC)，因此从站无须另接电源。
5.编程调试简单。ASI与并列的I/O没有任何区别，因此AS-i与现有的系统相连接只需对控制程序进行略微修改，整个系统可以在无须了解ASI内部功能和附加软件的情况下进行调试。
6.监控方便。原先使用PLC的可移动吊具如果在吊集装箱的过程中发生故障，那么维修人员必须要爬到高度为2.8米的集装箱上(加上集卡的高度总共要3米多)才能看到吊具程序，这样对于维修人员来讲，既不方便也不安全。试想如果是在下大雨的情况下吊具发生故障，那么维修人员根本就无法打开吊具电气箱查看吊具程序。现在使用了AS-I通讯方式的吊具发生电气故障后，只要在起重机的电气房主PLC上就能查看和监控到吊具程序，并可以通过强制的方式先将吊具从集装箱上脱离出来，不管外部的天气环境如何恶劣都不怕，这样维修人员不仅维修起来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吊具上所使用的电气元器件包括型号为AC2410，AC2417的I/O模块和电感式接近开关等，防护等级都是在IP67以上而且可以工作在高震动和海水环境中，这样就大大提高了吊具电气元器件的使用寿命，减少了港口用户对吊具电器件作为备品备件的费用支出。
8.AS-I信号特性可以增加抗干扰性。AS-I通讯方式提供了很高的操作可靠性，主站检查网络电压和传输的数据，它能识别传输错误和从站的故障，并且向控制器报告这些事件，用户可以决定系统对他们该做怎样的处理，在对系统中其它站点通讯不影响的情况下对从站进行更换和添加。
总而言之，在港口起重机上使用AS-I两线通讯系统是非常合理的一种方式。不仅节约了成本，降低了工作量，最主要的是提高了产品的可靠性。采用AS-I模式通讯的起重机将会有很大的前景。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，并不是对本实用新型的范围的限制。对于本技术领域的一般人员来说，可以在不脱离本实用新型的精神的情况下，做出种种变化。因此，本实用新型所主张的范围应以权利要求书中的权利要求所述的为准。
权利要求1.一种采用AS-I模式通讯的起重机，包括上架吊具和小车架，其特征在于，所述小车架上设置有控制器PLC以及AS-I主站模块，所述主站模块包括通讯模块和电源模块，所述上架吊具设置有至少一个AS-I从站模块，所述从站模块包括I/O模块以及内置AS-I芯片的传感器或执行器，所述从站模块与所述主站模块通过电缆连接。
2.如权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述小车架上的所述主站模块还包括与整机连接的输入输出模块。
3.如权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述上架吊具上的I/O模块包括型号为AC2410的输入模块和AC2417的输出模块。
4.如权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述上架吊具上的I/O模块包括型号为AC12的输入输出模块。
5.如权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述电缆为一双芯电缆。
专利摘要本实用新型涉及一种起重机，尤其涉及一种内部采用AS－I模式通讯的起重机。本实用新型包括上架吊具和小车架，所述小车架上设置有控制器PLC以及AS－I主站模块，所述主站模块包括通讯模块和电源模块，所述上架吊具设置有至少一个AS－I从站模块，所述从站模块包括I/O模块以及内置AS－I芯片的传感器或执行器，所述从站模块与所述主站模块通过电缆连接。本实用新型的优点在于本实用新型内部只需通过一根两芯电缆传输，大大减少了电缆的芯数，同时减少了PLC的I/O点数；本实用新型的AS－I通讯模式提供了很高的操作可靠性；本实用新型抗干扰能力强、防护等级高，同时抗震性能和防水性能也很好。
文档编号B66C13/18GK2926172SQ20062004384
公开日2007年7月25日 申请日期2006年7月12日 优先权日2006年7月12日
发明者罗国强, 顾振华 申请人:上海振华港口机械(集团)股份有限公司