【摘要】本文主要介紹了西門子AS-i總線技術(shù)在帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用，西門子AS-i總線技術(shù)產(chǎn)品做為西門子分布式傳感器層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，具有安裝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉和維護(hù)方便的特點(diǎn)，同時(shí)為了保障人身和設(shè)備安全，避免事故的發(fā)生，還提供了AS-i安全工作系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】AS-i AS-i safe；故障安全

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

作為大宗散狀物料連續(xù)輸送設(shè)備，帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、煤炭、港口碼頭、電力、建材等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)，長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)現(xiàn)必需采用智能化的故障診斷及監(jiān)控功能，北方重工集團(tuán)是中國(guó)重機(jī)協(xié)會(huì)帶式輸送機(jī)分會(huì)理事長(zhǎng)單位，全國(guó)帶式輸送機(jī)行業(yè)排頭兵企業(yè)，帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)能力和總體技術(shù)水平、產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率均居全國(guó)首位，北方重工集團(tuán)與巴西淡水河谷公司簽訂了露天煤礦用三條帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和調(diào)試合同，帶式輸送機(jī)的水平長(zhǎng)度：1161m，由于該膠帶機(jī)距離比較長(zhǎng)，需要采集的控制信號(hào)數(shù)量比較多，如果只按傳統(tǒng)的每個(gè)開(kāi)關(guān)接一根電纜方法會(huì)使用很多電纜，成本比較高，并且檢修起來(lái)工作量大，而且電纜距離比較長(zhǎng)，模擬量信號(hào)會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，因此采用了西門子AS-I總線技術(shù)，通過(guò)一根黃色的AS-i電纜，將皮帶機(jī)上的所有輸入輸出信號(hào)并聯(lián)在一起，可減少大量的控制電纜和因此產(chǎn)生安裝費(fèi)用，若用戶因工藝流程變化需要增加開(kāi)關(guān)、改變輸出動(dòng)作，或在運(yùn)行中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)損壞或者其他故障時(shí)，則AS-i總線系統(tǒng)具有的快速安裝、故障診斷、自動(dòng)測(cè)試、預(yù)防性維護(hù)、程序參數(shù)變化等功能可以大大縮短系統(tǒng)重新配置和排除故障的時(shí)間，既提高了效率，又節(jié)省了資金。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

1、AS-i總線技術(shù)介紹

AS-i（actuator sensor interface）是傳感器/執(zhí)行器接口的縮寫(xiě)，是屬于底層設(shè)備級(jí)的總線系統(tǒng)，主要針對(duì)執(zhí)行器、傳感器接口。是一種用來(lái)在控制器（主站Master）和傳感器/執(zhí)行器（從站Slave）之間雙向交換信息的主從結(jié)構(gòu)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，AS-Interface對(duì)于它上一層的PLC以及現(xiàn)在盛行的、上位的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)是完全開(kāi)放的。AS-Interface（AS-i）執(zhí)行器—傳感器接口，是現(xiàn)場(chǎng)級(jí)簡(jiǎn)單且高效的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。作為一個(gè)開(kāi)放、非專有的總線系統(tǒng)，作為一個(gè)開(kāi)放、非專有的總線系統(tǒng)，它傳遞著與過(guò)程和機(jī)器相關(guān)的數(shù)字和模擬信號(hào)。AS-Interface之所以如此出眾，是因?yàn)槠湟褜⑾到y(tǒng)高度簡(jiǎn)單化和實(shí)效性并蓄兼收。到目前為止，與其他現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)比較，它是最具價(jià)格優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)化解決方案。這不僅因?yàn)槠湟子诓僮髑野惭b便捷，而且也因?yàn)槠湓谶M(jìn)行改造時(shí)別具靈活性。即便是在最惡劣的環(huán)境下它的表現(xiàn)也同樣出色。憑借出眾的總線系統(tǒng)，在現(xiàn)場(chǎng)將所有自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)與上位的控制器連接起來(lái)簡(jiǎn)單、安全且高效，真正無(wú)與倫比。

2、項(xiàng)目采用的AS-i總線網(wǎng)絡(luò)

由于帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度為1100m，而每個(gè)AS-I網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)距離是600米，因此總共分成帶式輸送機(jī)頭部、中部和尾部3段網(wǎng)絡(luò)，這3段網(wǎng)絡(luò)通過(guò)光纖電纜與中控進(jìn)行通訊，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

三、控制系統(tǒng)完成的功能

1、采集信號(hào)功能

帶式輸送機(jī)頭部、中部以及尾部網(wǎng)絡(luò)每段網(wǎng)絡(luò)都設(shè)有一個(gè)DP/ASI-LINK ADVANCED作為這段網(wǎng)絡(luò)的主站，采集帶式輸送機(jī)沿線長(zhǎng)距離的所有保護(hù)開(kāi)關(guān)信號(hào)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換，將AS-i網(wǎng)絡(luò)連接到Profibus網(wǎng)絡(luò)中，并通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊，將帶式輸送機(jī)的所有信號(hào)都傳送到中央控制室，由中央控制室對(duì)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。

2、安全工作系統(tǒng)功能

安全系統(tǒng)希望制止不安全的運(yùn)動(dòng)，甚至當(dāng)操作者所執(zhí)行的動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生相反的危險(xiǎn)和傷害結(jié)果時(shí)，操作者也不致受到機(jī)器的傷害。因此在帶式輸送機(jī)頭部、中部以及尾部網(wǎng)絡(luò)每段網(wǎng)絡(luò)都有一個(gè)安全監(jiān)視器，帶式輸送機(jī)沿線每50米處設(shè)置一對(duì)安全型拉繩開(kāi)關(guān)做為帶式輸送機(jī)的急停開(kāi)關(guān)使用，安全監(jiān)視器包含有輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)裝置（OSSD：Output Signal Switching Devices），（也就是一個(gè)有冗余的安全繼電器套件）當(dāng)出現(xiàn)不安全條件的信號(hào)時(shí)，它關(guān)斷不安全的運(yùn)動(dòng)。OSSDs也被稱作“輸出群組”。如果檢測(cè)的條件不允許清楚地識(shí)別出系統(tǒng)是安全運(yùn)行時(shí)，安全監(jiān)視器也總是打開(kāi)OSSD的。根據(jù)這個(gè)道理，在安全模塊和安全監(jiān)視器之間傳輸?shù)男畔?，不是“系統(tǒng)是不安全的”就相當(dāng)“系統(tǒng)是安全的”。這就意味著，當(dāng)缺少了安全節(jié)點(diǎn)連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，表明系統(tǒng)實(shí)際安全時(shí)，安全監(jiān)視器假定系統(tǒng)是不安全的。使用這個(gè)方法，當(dāng)數(shù)據(jù)鏈的任何部分（包括AS-i主站、電源和電纜）喪失功能時(shí)，或者帶式輸送機(jī)沿線的拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)OSSDs將總是打開(kāi)的（關(guān)斷不安全的運(yùn)動(dòng)），通過(guò)硬連線的方式，將此信號(hào)連接到電機(jī)控制中心，直接停止帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，從而起到了一個(gè)安全系統(tǒng)的作用。

如下圖：

四、應(yīng)用體會(huì)

由于該膠帶機(jī)距離比較長(zhǎng)，需要采集的控制信號(hào)數(shù)量比較多，如果只按傳統(tǒng)的每個(gè)開(kāi)關(guān)接一根電纜方法會(huì)使用很多電纜，成本比較高，并且檢修起來(lái)工作量大，而且電纜距離比較長(zhǎng)，模擬量信號(hào)會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，因此采用了西門子AS-I總線技術(shù)，通過(guò)一根黃色的AS-i電纜，將皮帶機(jī)上的所有輸入輸出信號(hào)并聯(lián)在一起，可減少大量的控制電纜和因此產(chǎn)生安裝費(fèi)用，若用戶因工藝流程變化需要增加開(kāi)關(guān)、改變輸出動(dòng)作，或在運(yùn)行中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)損壞或者其他故障時(shí)，則AS-i總線系統(tǒng)具有的快速安裝、故障診斷、自動(dòng)測(cè)試、預(yù)防性維護(hù)、程序參數(shù)變化等功能可以大大縮短系統(tǒng)重新配置和排除故障的時(shí)間，既提高了效率，又節(jié)省了資金。AS-i總線技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，成績(jī)斐然。如汽車制造，電梯控制等等，但在國(guó)內(nèi)卻沒(méi)有應(yīng)用在輸送機(jī)上，因此AS-I總線技術(shù)在長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用將擁有廣闊的前景，為我國(guó)長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)上采用AS-I總線應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的起點(diǎn)。