随着我国对外贸易量的增加，港口建设势在必行。对于旧港口的更新建设而言，桥门式起重机的电气控制系统发挥着关键性的作用，特别是对于中远程 I/O 系统，I/O 模块通常被设置在电气房内部，是起重机电控 系统的重要组成，和外围限位以及其他元件进行连接， 而且连接线始终是一对一直接连接。与此同时，所有的连线都会引入 PLC 中。在控制系统中，对远程 I/ O 形式予以有效应用，同多个机构控制存在联系的 I/O 模块被分布安装于各分机构的控制柜当中。需要注意的是，能够就近和控制柜内部的元件实现连线，最重要的是，各个分机构限位信号也同样会进入到不同机构的远程 I/O 分站中。基于此，远程 I/O 和主站 PLC 控制柜 主要是以单根电缆为基础实现通信，并完成信息交换的 任务。

一、中远程 I/O 系统运行原理研究

从本质上来讲，中远程 I/O 系统就是 PLC 控制网 络。在实际通信过程中，对周期 I/O 方式予以合理运用， 并实现了数据内容的有效交换。另外，按照主从方式落 实存取控制，一般情况下会将PLC当作主站，如果情 况特殊还应当利用通信处理器，并将其当做主站，而其 他远程 I/O 单元则发挥系统从站的作用。在此基础上， 应将缓冲区建立在主站当中，同样在实际工作当中应扫 描用户的相关信息内容，但需要由 CPU 单元承担。 与此同时，在处理工作过程中，对周期循环方式 予以合理地运用，并根据特定顺序以及从站实现数据与 信息的有效交换，最终将所获取的信息存储在缓冲区域 内部，为系统提供所需的服务。

二、本机控制系统的构成

本机控制系统 PLC 主要采用的是由西门子公司生 产的 S7-300 系列，与此同时，对 FB 远程 I/O 予以合 理运用。其中，远程I/O和PLC变频器间采用的PROFIBUS总线，有效增强了数据的传输效果。与此 同时，本机电气设备在主梁内设置了电气房与司机室等 等，进而利用司机室联动台实现对各机构的操作目的。 而在 PROFIBUS协议当中，将 FMS 操作省去，主要目的就是基于 DP 模式可以实现更多用户数据的有效传 输，而且总线耦合器的类型能够满足 128B 输入与 128B 输出的要求。 而40/10t动双梁桥式起重机的构成相对简单，一般组成部分包含了主、副起升系统与大车机构以及小 车机构。其中，驱动系统所采用的是G7变频装置， 而控制系统则是可编程控制器的一种，通常被称之为 PLC。在此基础上，对 HMI 触摸屏信息管理系统进行 了有效应用。设备主机采用的是 S7-300 系列与 FB 远程 I/O。除此之外，主机、远程 I/O 与变频器间采用的是PROFIBUS 总线，进一步增强了数据传输的有效性。 设备电气装置主要集中在司机室与主梁内电气房 当中，而实践工作的开展，工作人员能够对司机室内部 的联动台进行操作，以完成工作任务。针对电气控制系 统来讲，其中主要涵盖了副起升控制柜、电源与大、小 车控制柜等等。除此之外，将PLC设置在司机室内，并在其他控制柜当中都构建起远程 I/O 的分站。图 1 表 示的是 PLC 系统配置图示。 其中，小车机构主要通过对变频器的运用控制电 机，如果主机与变频器要实现数据分享的情况，应当与 PROFIBUS实现数据交换与更新的目的。与此同时， 柜内也设置出远程I/O分站。具体功能就是采集小车 机构辅助信号、外围限位信号与总接触器信号。针对主 起升机构来讲，对电机进行控制的过程中，需要采取变 频控制器操作，而实现主机与变频控制器的数据交换目 的。另外，将主起升机构I/O分站设置在柜内，进而 采集多个设备所产生的信号，为系统安全运行提供保障， 增强电机控制的有效性，使得操作更加合理与及时。

将主站设置在司机室内部，包含通信模块以及 CPU，但并未将I/O模块进行设置。所以，与其他的 控制柜对比，实际体积更小。在此基础上，将I/O模 块设置在联动控制台内部，并不具备供电电源，因而全 部线路会在联动台内部实现连接目的，对通信线路予以 合理利用，更好地实现信息传递的目的。 而本机远程 I/O 则采用过程自动化产品，是 FB 系 列中的一种。因产品的质量较高且与港口桥式起重机要 求相吻合，因而实际的使用范围相对广泛。而 FB 远程 I/O 对总线技术予以合理地运用，能够实现传感器以及 执行机构同时与控制系统相连。而远程I/O总线耦合器， 则是将自动化系统要求作为重要基础展开特殊性的设计 工作，针对性较强，且效果理想，实际应用十分灵活与 方便，备受技术工作人员认可。而在 PROFIBUS 协议 当中将FMS操作步骤去除，能够对整机与DP模式的 用户数据进行传输，一定程度上实现了数据传输量的增 加。值得注意的是，这种类型的总线耦合器，在输入量 与输出量方面能够实现较大字节，所以实际的工作效率 也随之提高。 最后，系统本身采用型号是 3120 总线耦合器，所 以能够与总线耦合器寄存器直接连接，同样还能够在总 线端子当中完成数据连接。整个过程中，能够针对参数 展开适当地调整，同样也能够实现改变并调整总线端子 模块极限数值的目的，一定程度上增强了工作的灵活程 度，并提高了效率。而以上功能同样是传统设备不具备 的，在实际设计过程中充分弥补了传统方式的不足之处， 使得作用效果不断增强。

三、本机控制系统网路组态的状况分析

主机系统是通过西门子Step软件来完成组态任务， 而具体的操作过程可以由图 2 表示出来。 首先需要打开所构建的文件夹Bk 3120 Bk ，随后把 GSD 文件向其中导入，并在菜单栏中找出 Op-tions， 再次打开，进而找到Install GSD FILe选中。除此之外， 需要对全部导入文件选中，按下左下角的按钮，实现文

件导入系统的目的。 在上述步骤完成以后，要合理配置网络并重新构 建网络。在此过程中，可以点击 PROFIBUS 并设置其 网络属性。在构建全新网络以后，添加所需从站，节省 不必要的步骤。另外，远程I/O系统被应用在本机当 中，在线号线控制方面对 PROFIBUS 进行了应用，有 效减少了各柜间的线路长度，且工作量不断降低，这一 定程度上加快了工作进度。与此同时，机构内部各远 程 PROFIBUS 都能够独立输入亦或是输出数据，为后 期维护与检修工作的开展奠定了坚实的基础。在投入实 际使用过程中，若系统仍需改进，仅针对部分设备与机 构改进就可以，无需采取大修大改的方式。中远程 I/O 系统能够在多种规模系统当中应用，在与I/O模块搭 配方面灵活性十分明显。在构建完成 PROFIBUS 网络 之后，将全部 DP 从站添加进去，当网络配置合格以后， 即可在主机中完成下载。

四、结语

上文针对中远程I/O系统运行的基本原理与控制 系统的构成，还有网路组态等问题展开了深入研究与分 析，并对其内部结构予以探讨，进一步了解控制系统的 主要原理，把控工作方式，为后期维修与系统更新工作 的开展提供了有力保障。而在科技水平提高的基础上， 该技术同样会实现全新的发展，使得港口起重机工作的 效率不断提升。