基于PROFIBUS現場總線技術的鈷-60集裝箱檢查控制系統

2、設備控制層：由分布在各個工作現場的S7-215PLC和安裝在主控臺的S7-315PLC構成，它們分別利用各自DP端口通過一根屏蔽雙絞線相連。構成整個PROFIBUS現場總線網絡。其中S7-315PLC作為主站，決定總線的傳輸速率，為每個子站分配網絡地址；多個S7-215PLC作為子站，負責現場的信息采集并向主站發送有關信號，以及具體執行控制命令，滿足集裝箱檢查系統的運行流程控制要求。

3、管理監控層：作為控制系統的人機交互接口，通過安裝有西門子公司SIMATICWINCC組態軟件的中央監控計算機實現對鈷－60集裝箱檢查系統的狀態監控、參數設定和報警顯示、記錄等，并能提供完整的數據統計和各種分析圖表。

三、系統功能

該控制系統完成對集裝箱檢查流程的運行控制，并實現系統的輻射安全聯鎖，防止工作人員的誤照射，保證工作人員的安全和系統的正常運行。主要功能包括：

1、檢查通道起點：集裝箱卡車上拖車的引導控制；

2、拖車的啟動、加速、減速、停車控制，保證集裝箱安全平穩經過檢查通道；

3、檢查通道終點：集裝箱卡車駛離拖車的引導控制；

4、數據采集機控制，完成采集機的自檢、校零和集裝箱圖像采集的啟停；

5、屏蔽快門根據集裝箱的位置自動開啟和關閉，保證集裝箱圖像的完整性；

6、放射源狀態、屏蔽快門、搖源操作箱門、檢查通道道桿和放射源室門的安全聯鎖控制，當集裝箱檢查系統運行時保證工作人員不能進入檢查通道和放射源室這兩個控制區域，從而保證工作人員的安全和系統正常運行。

控制系統的操作接口為安裝在主控臺上的操作面板和監控計算機，界面采用漢化菜單與檢查流程圖相結合的方式，直觀清晰，操作簡便。主要功能如下：

1、實現集裝箱檢查的自動控制操作；

2、以動畫形式實時顯示集裝箱檢查流程、放射源位置和放射源室情況；

3、動態反映設備的運行狀態和運行參數，以表格、直方圖和歷史變化趨勢曲線等方法進行顯示；

4、故障報警、顯示和數據圖表打印功能；

5、故障和數據的歷史記錄和趨勢圖顯示，方便系統維修人員進行故障分析。

四、系統特性與以前核技術應用領域中基于模擬信號的控制系統相比，此基于PROFIBUS現場總線的集裝箱檢查控制系統具有以下特點：

1、安裝在現場的分布式I/O站點最大限度地減少控制信號傳輸電纜的數量和布線距離，降低了系統安裝成本，縮短了安裝調試周期；

2、系統擴展容易，充分利用PROFIBUS總線的開放性，來自不同廠商的執行器件均可以通過現場總線連接，方便地構成分布式控制系統；

3、各設備作為控制系統的一個組成部分，與整個控制系統只通過一根電纜相連。設備的增減對系統而言只需極少電纜連接的改動和控制程序的少量修改；

4、控制器件的選擇充分考慮開放性軟件設計的主流，大大提高了控制軟件的可重用性和對維護人員的開放性；

5、基于PROFIBUS總線的編程更簡單。編程設備可從總線上的任一節點接入，系統維護方便，降低了系統調試強度；

6、由于現場總線設備的智能化、數字化，與模擬信號相比，從根本上提高了測量與控制精度，也提高了系統的可靠性；

7、現場總線是專為現場環境設計的，可工作在比較惡劣的環境中，且具有很強的抗干擾能力，保證系統更穩定的運行。

鈷－60集裝箱檢查系統是我國自行研制的大型集裝箱檢查設備，于1999年6月開始在福州海關馬尾港安裝并投入試運行，11月初正式通過驗收。其控制系統由于采用了基于PROFIBUS現場總線的分布式控制結構，使得集裝箱檢查系統運行更加穩定、簡單、可靠，近一年的實際運行情況良好，達到了設計目標，取得了很好的效果。