1 引言
可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心，综合了计算机技术、通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛的应用[1]。
行李输送系统用PLC控制有很多优点，它主要通过软件控制，从而省去了硬件开发工作，外围电路很少，大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力;由于它简单易行的可编程序功能，无须改变系统的外部硬件接线，便能改变系统的控制要求，使系统的“柔性”大大提高。
2 行李输送系统
浦东机场行李输送系统(BHS)由16条出港线(国际港8条，国内港8条)和2条中转线(国际港1条, 国内港1条)组成，每条线都由一个PLC通过Profibus和ASI总线来控制。PLC由通讯模块CP443-1通过工业以太网与MCC(Monitor Control Center)进行通讯以实现WINCC对每条线的监控。
2.1 出港线
出港线由登记岛和下降线组成。PLC的CPU位于下降线的DL控制柜内，其硬件配置结构如图1所示。
图1 出港线硬件配置
2.2 中转线
中转线由2条中转行李处理线和7条行李提取转盘(T形转盘)组成。PLC的CPU位于CP-TL控制柜内。其硬件配置结构如图2。
图2 中转线硬件配置
3 现场总线
BHS系统是由西门子工业以太网、Profibus和AS-I三级现场总线结合共同完成对整个系统的控制。其控制结构形式如图3所示。
图3 现场总线控制结构
3.1 工业以太网
BHS系统用的工业以太网是用西门子H1工业以太网电缆(727-0)通过收发器TR(Transceiver)将中控室上位机与现场各条线的PLC(通过CP443-1)连接起来而构成的。其结构如图4所示。
图4 BHS系统工业以太网结构
MCC是中控室监控现场的终端，MCC1, MCC2分别负责对国际港和国内港区域进行监控。MIC实时显示进出港航班信息以及行李传送带分配情况。
收发器(TR)用于将PLC连接到工业以太网电缆上。收发器接口与PLC通讯模块CP443-1间用带有AUI连接器的接口电缆(727-1)连接(收发器的电源也是通过此电缆由数据终端设备DTE提供的)。收发器具有下列功能:
(1) 向H1工业以太网电缆上传送要传输的数据;
(2) 从H1工业以太网电缆上获取要接收的数据;
(3) 检测干扰情况;
(4) 监测传输时间;
(5) 检查信号质量错误(SQE) (Heartbeat)。
3.2 PROFIBUS
Profibus是西门子比较成功的开放式现场总线，它是在小单元网络中与现场设备通讯用的现场总线。BHS系统用的协议规范为Profibus-DP。Profibus遵循主、从站原则。S7-400PLC作为主站，它下面通过Profibus电缆连有ET200M、ET200B和LINK20等从站并通过LINK20(AS-I主站)和ET200M上通讯模块CP342-2(AS-I主站)实现与AS-I(执行器/传感器接口)现场总线的通讯与控制。
BHS国际离港线的Profibus现场总线配置结构 如图5所示。
图5 BHS系统国际离港线的Profibus现场总线
为了实现各个节点(站)之间的相互通讯，必须给Profibus-DP网络上的每个节点都要分配一个Profibus地址。S7-400CPU的地址为1，系统保留地址为0，LINK20A地址为19。LINK20B地址为20，ET200M为3，4，柜台上ET200B分别从5至18。
3.3 执行器/传感器接口AS-I
AS-I是最底层的现场控制总线，如图6所示。使用AS-I主站和两线的AS-I电缆就可以将现场层最简单的二进制元件执行器和传感器与控制装置连接起来。最多可连接31个站248个二进制输入和输出。在此系统中LINK20和CP342-2作为AS-I主站。
图6 AS-I在网络中的位置
在AS网络里，AS-I模块作为从站通过M12插口直接与二进制元件相连。模块上的指示灯可以显示模块及输出和输入的状态。模块被分成上下两部分，AS-I电缆被压在中间的特殊导槽里。不用的导槽要用模块里附带的挡块封闭起来。模块在被连接到AS总线电缆上之前要先给它们分配一个AS-I地址。
4 软件设计
S7-400的软件STEP7与硬件一样简洁、方便、易用。这种编程软件基于用标准工具STEP 7软件实现SIMATIC工业软件功能，并能应用所有新的S7硬件的优势[2][3]。这里采用STEP 7编程软件，用梯形图方式，对BHS系统进行编程。由于程序复杂，故将程序分为若干个子程序。这些子程序块包括，从MCC/现场启动、启动传送带、从MCC/现场停止、停止传送带、紧急停止、自诊断、行李堵塞、报警程序等。图7、图8给出启动和停止传送带的程序流程图。
图7 启动传送带程序流图
图8 关闭传送带程序流图
5 结束语
BHS系统安装调试完成后，经过在浦东机场的正常生产运行，工作一切正常，完全达到了设计要求。该系统性能稳定，维护方便，既降低了维护人员的劳动强度，又确保了安全生产，收到了很好的经济效益和社会效益。
