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集装箱岸边起重机局部网络原理与应用
摘 要：集装箱岸边起重机局部网络包括局部网络的性质、构成以
及组成部分Profibus、Ethernet的特点、协议等。
集装箱岸边起重机局部网络的应用贯穿局部网络的整体，
主要集中于CMS上。
随着生产设备自动化的进一步深入，相信原理会趋于“神
秘”、应用会走向“傻瓜”。不知这对单纯的技术受用者是
忧是喜。
关键字：集装箱岸边起重机、局部网络、原理、应用、CMS、Profibus、
Ethernet
目 录：
1.前言
2.集装箱岸边起重机局部网络的定义
3.集装箱岸边起重机局部网络的原理
3.1. 集装箱岸边起重机局部网络系统单线图
3.1.1.主控PLC
3.1.2.驱动器
3.1.3.防摇系统
XXXXXXXXS
XXXXXXXXC分布式输入、输出模块组
3.2. 集装箱岸边起重机局部网络内的通讯
XXXXXXXXofibus现场总线
XXXXXXXXdustrial Ethernet工业以太网
3.3. 集装箱岸边起重机局部网络内各部分的具体实际联接
3.3.1. 主控PLC与驱动器
3.3.2. 主控PLC与防摇系统
3.3.3. 主控PLC与CMS
3.3.4. 主控PLC与PLC分布式输入、输出模块组
4.集装箱岸边起重机局部网络的应用
XXXXXXS上的应用
4.1.1. 通过CMS可以实现的功能
XXXXXXXXS的安装
XXXXXXXXS的设置
XXXXXXXXS上其它关键应用程序
4.2驾驶室操口台上的微型触摸式计算机上的应用
5.原理与应用的趋向
1.前言
全球经济一体化的进程不可阻挡。跨地域、大质量的物资运输成了经济交流必要基础环节。而能满足这种需求的运输方式是海运，集装箱正是海运的重要载体。因此，集装箱装卸起重机设备必须朝着先进、快速、安全、可靠的方向发展。集装箱岸边起重机是主要的集装箱装卸起重机设备。集装箱岸边起重机局部网络是整机控制系统的中枢神经；发展方向的基本构成。
2.集装箱岸边起重机局部网络的定义
目前，业界先进的集装箱岸边起重机控制技术是整机由PLC（Programmable Controller、可编程控制器）集中控制，并保持对系统的各个部分（驱动器、主令手柄、限位等）信号的监控；由CMS（Crane Management System、起重机管理系统）对起重机的运行状况、机构状态进行实时显示与监控，以便及时地显示出故障信息及解决方法，对装卸作业的生产统计以及对起重机的维修保养方面的数据进行管理等。这些是以集装箱岸边起重机局部网络的存在为基础的。如同其他网络一样，集装箱岸边起重机局部网络同样由硬件设备和软件协议构成。集装箱岸边起重机局部网络是多种硬件、分层协议的综合体，以满足、对应不同的既定应用需求、目的。
3.集装箱岸边起重机局部网络的原理
以ZPMC（振华港口机械股份有限公司）集装箱岸边起重机为实例原型。
3.1. 集装箱岸边起重机局部网络系统单线图
3.1.1.主控PLC
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A18-F22。
该PLC为SIEMENS（西门子）SIMATIC S7-400。
电源模块（PS）：PS407-4A
中央处理器模块（CPU 416-DP）：CPU416-2（带集成式、外加通讯处理器模块CP443-5EXT Profibus-DP主站接口，Profibus是Process Field Bus的缩写）
通讯处理器模块（ETHERNET）：CP443-1
通讯处理器模块（CP443-5）：CP443-5
3.1.2.驱动器
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A01-F18。
该驱动器为SIEMENS SIMOVERT MASTERDRIVERS Vector Control
6 SE 71（矢量控制交流变频传动产品）。
普通整流装置（ INV）：inverter（二极管或可控制硅整流）
自换相整流回馈装置（AFE）：Active Front End（采用IGBT功率元件，位于电源进线侧，有主动控制功能，性能好，相当于逆变器，但输入交流，输出直流）
通信终端电阻：50Ω
3.1.3.防摇系统
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A22-F30。
该防摇系统为SIEMENS AS（工业自动化）930（主机由PLC模块构成）。
功能模块（FM566）： FM566（定位专用）
接口模块（IM-I05）：IMI05（联接主控PLC）
接口模块（IM-UCP）：IMUCP（联结探头）
中央处理器模块（CPU）：控制运算
电源模块（PS）：供电
探头（CAMERA）：VS710（与吊具上架上的反光板作用，探测小车与吊具垂直平面上前后间的位移）
光链接模块（OLM）：SIEMENS Profibus OLM（optical link module）/S4
XXXXXXXXS
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A30-F40。
本地起重机管理系统（LCMS）：（local）
远程起重机管理系统（RCMS）：（remote）
以太网介质转换器（OLM）：D-link DMC-115SC
集线器（HUB）：D-link DES-1024D（带交换机、switch）
八芯非屏蔽双绞线插座（RJ45）
XXXXXXXXC分布式输入、输出模块组
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”F01-U40。
分布式输入、输出模块组（Add）：ET200M
光链接模块（OLM）：SIEMENS Profibus OLM/S4
通信终端电阻：50Ω
3.2. 集装箱岸边起重机局部网络内的通讯
包括多种硬件的联接、分层协议运行。
3.2.1. Profibus现场总线
3.2.1.1. Profibus简介
目前有三种Profibus现场总线：Profibus-PA、Profibus-DP和Profibus-FMS。Profibus-PA专为过程自动化设计，可用于有爆炸危险的环境中；Profibus-DP应用于现场级，经过优化的高速、廉价的传输形式适于自动控制系统与现场设备之间的实时通信； Profibus-FMS用于车间级，即中、下层，要求面向对象，提供较大数据量的通信服务，它有被Ethernet（以太网）取代的趋势。
Profibus符合IEC 61158和 EN 50170标准，用于一定数目的区域和单元级设备联网的国际标准。用户需要开放与供应商无关的通讯系统已导致Profibus协议规范化和标准化，因而保证集成对其他厂商的标准化部件的开放。由于 Profibus的开放性，从不同制造商来的标准化部件当然也能够集成。目前世界各地已有650多家制造商能为现场区域提供门类广泛，有适当接口的各种兼容于 Profibus的产品。SIEMENS能提供适当的主要网络部件产品，因而能满足需要。
Profibus向用户提供：节能因而降低成本；对应用，配置方便；简单、快速的起动；生产中的高度灵活性；可靠和确实的诊断数据；可靠的数字传输技术。
XXXXXXXXXXofibus协议
Profibus协议文本的组成部分：总论、物理层规范及服务定义、数据链路层服务定义、数据链路层协议规范、应用层服务定义、应用层协议规范、网络管理、用户规范、用于过程自动化的物理层和数据链路层、附录。
总论：ISO/OSI环境下各层概况。
物理层规范及服务定义：范围、引用标准和附加引用资料、概论（术语、定义、缩写词、基本特性等）、数据传输。
数据链路层服务定义：范围、引用标准、概论、第二层接口、管理。
数据链路层协议规范：范围、引用标准、概论、介质存取方式和传输协议。
应用层服务定义：范围、引用标准和附加引用资料、概论、现场总线保温规范（FMS）。
应用层协议规范：范围、引用标准和附加引用资料、概论、编码、语法描述、低层接口（LLI）。
网络管理：范围、引用标准和附加引用资料、概论、管理FMA7。
用户规范：应用领域与目的、引用标准和附加引用资料、缩写语、术语、对DP系统的要求、系统特性、通行模型、介质存取与传输协议、直接数据链路映像程序（DDLM）与用户接口间的接口、用户接口与用户间的接口、编码、直接数据链路映像程序、状态机的形式描述、设备特性、应用特性。
用于过程自动化的物理层和数据链路层：引言、适用范围、引用标准、概论、特性、范围、数据传输（物理介质、物理层PHL）、介质存取方式和传输协议（数据链路层、FDL）、Profibus第二层接口、管理（FMA1/2）
附录：附录A（资料性附录）、附录B（资料性附录）、附录C（规范性附录）。
Profibus协议的部分说明：
Profibus-PA的数据传输延用Profibus-DP的协议，省略了3、4、5、6层，增加了用户层，只是在上层增加了描述现场设备行为的PA行规。Profibus-DP使用第1、2层和用户接口。Profibus-FMS分1、2、7层均加以定义。
Profibus行规的制定，为遵循Profibus协议的设备之间的互操作奠定了基础。
Profibus-PA使用IEC 1158-2传输技术（第一层），设备通过分段耦合器可以很方便地集成到Profibus-DP网络，Profibus-DP和Profibus-FMS使用了同样的传输技术（第一层）（RS485/FOC光纤）和总线访问协议（FDL）（第二层），所以它们可以在同一根电缆上同时操作。Profibus总线访问协议（第二层）对三种Profibus均相同。
Profibus总线访问协议的特征
混合总线访问协议：主站间的逻辑令牌环；主从站间的主从协议。
主站：主动站在一个限定时间内（Token Hold Time）对总线有控制权。
从站：从站只是响应一个主站的请求，对总线没有控制权。
Profibus总线访问协议的特点：主站或从站可以在任何时间点接入或断开，FDL将自动地重新组织令牌环;令牌环调度确保每个驻站有足够的时间履行它的通信任务，因此用户必须计算TTR；FDL有能力发现有故障的站、实效的令牌、重复的令牌、传输错误和其它可能的网络失败；信息（包括令牌信息）在传输过程中确保高度安全，以免传输错误。
令牌调度原理：在多主网络中，令牌调度必须确保每个主站有足够的时间完成它的通信任务；用户组织全部目标令牌环时间（TTR）进入所有主站的通信任务账户；每一个主站根据下列公式计算它的通信任务时间（TTH）：TTH=TTR-TRR（TTH=持有令牌时间、TTR=目标令牌环时间、TRR=实际令牌环时间）。
Profibus的报文结构：
Profibus的总线访问方式为：主站之间通信采用令牌传输，主站和从站之间采用主从方式；可以采用总线型、树型、星型等网络拓扑，总线上最多可挂接127个站点。
XXXXXXXXdustrial Ethernet工业以太网
3.2.2.1. Industrial Ethernet简介
介绍Industrial Ethernet之前不得不提到它产生的背景。
现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）的发展在某些方面受到了制约。迄今为止FCS的通讯标准尚未统一：IEC 61158规定的包括Profibus、基金会现场总线FF、Interbus、 ControlNet、WorldFIP、FF HSE、SwiftNet以及P-Net在内的八种现场总线的通信协议有很大差异，要实现不同总线产品间的互连非常困难，通信标准互不统一，各个不同厂家的工业控制设备相互之间的兼容性较差。此外FCS传输速率也不尽人意：FCS大多采用了ISO参考模型中的物理层、数据链路层、应用层以及极具特色的用户层。为保证数据传输可靠性而使传输速度较低，无法满足控制的实时性要求;同时随着现场设备功能逐渐增强，现场控制设备之间以及现场控制设备与Intranet信息交换量成倍增加，使FCS在工业控制中的应用受到了一定的限制;同时也使控制网络的系统集成与信息网络集成变得十分困难。
这不但使FCS的开放性、分散性（随着信息技术的不断进步，工业控制也逐步由集中走向分散）和可互操作性等特点难以体现，而且确实给用户的使用带来很大的不便，因此给FCS的推广以应用带来不利的影响。由于上述原因，使FCS在工业控制中的推广应用受到了一定的限制。人们不禁想起了在商业网络中广泛应用的Ethernet（以太网）。Ethernet具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势，由于它支持几乎所有流行的网络协议，所以在商业系统中被广泛采用。Ethernet标准是开放的，而开放性正是最近几年个人电脑点燃整个信息技术产业，直至彻底改变我们的生活方式的最主要的原因。通过选择Ethernet和Ethernet产品，用户将无需担忧被某一家厂商的私有协议和网络架构束缚。同时，由于Ethernet采用的是开放标准，这使得在技术的不断发展过程中，Ethernet可以获得比一些采用私有协议的控制网络更好的扩展性和支持。举个简单的例子，Ethernet的速度从最初的10Mbps的标准发展到100Mbps（快速以太网、Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u的标准）、1Gbps，而10Gbps的标准也已经建立。对于当前的应用和未来可能需要的扩展来说你可以相信会有足够的带宽可以使用。此外，Ethernet已经被普遍的应用于办公环境，已经有大量可以利用的服务和应用：e-mail、FTP以及web浏览等。在工业中合理地使用Ethernet这些技术，将使得用户在起跑线上就领先于竞争对手，因为他们不需要花时间来学习新的应用程序，这同样带来了费用的减少，以及开发速率的加快，因为大量的系统开发人员已经非常熟悉当前的Ethernet上所应用的各类软件。另外，不容忽视的一点是：当工业自动化控制系统和办公系统使用了同样的Ethernet协议的时候，可以很方便的将信息管理系统和工业控制网络整合起来，整合好之后，远程实时分析工业现场的数据信息将不再是个梦想，毫无疑问，在这个充满了信息和速度竞争的时代，Ethernet将会给企业带来巨大的效益。以上提及了一些工业控制中使用Ethernet技术带来的好处。然而，一些严谨的开发者发现：传统Ethernet采用总线式拓朴结构和CSMA/CD（多路存取载波侦听碰撞检测、Carrier Sense Multiple Access protocol）通讯方式，在实时性要求较高的场合下，重要数据的传输过程会产生传输延滞，这被称为Ethernet的“不确定性”。研究表明：商业以太网在工业应用中的传输延滞在2ms-30ms之间，这是影响Ethernet长期无法进入过程控制领域的重要原因之一；其次，当我们将工作环境非常理想的商业Ethernet设备转移到环境恶劣、充满不可预测因素的工业控制环境时，当前市场上的商业Ethernet设备无法满足工业应用的高可靠性需要，这意味着我们需要一种更加健壮的Ethernet系统来支持相关的工业应用。因此，对Ethernet的研究，专门为工业应用设计Ethernet具有工程实用价值。目前Ethernet存在的不确定性和实时性能欠佳的问题，已由于智能集线器的使用、主动切换功能的实现、优先权的引入以及双工的布线等，基本上得到了解决。通过提高数据传输速率，仔细地选择网络的拓扑结构及限制网络负载等，可将发生数据冲突的概率降到最低。在工业控制应用领域，Ethernet的世界市场份额将由1998年的8.4%跃升为2003年的22%，是各种总线中升幅最大的。
简单的说Industrial Ethernet就是符合工业标准的Ethernet。
二者区别如下：
Industrial Ethernet符合IEEE 802.3 （Ethernet）标准。越来越多的工业设备厂商, I/O 领域厂商，在他们的产品中包含了内建的Ethernet接口同时；一些标准制定组织和厂商正在逐步的推动并建立Industrial Ethernet协议规范，力图用这些规范使得不同厂商的工业控制设备可以通过标准的Ethernet整合，在一个应用中实现互操作。
3.2.2.2. Industrial Ethernet协议
Ethernet本质上只是一个物理层标准，符合IEEE 802.3定义CSMA/CD总线网的物理层的规范。目前Ethernet在传输层和网络层基本上已统一，TCP/IP协议已为多数工业控制器厂家所接受。在应用层的协议上还存在着分歧。
应用层上四种Industrial Ethernet协议：
Ethernet IP：此种Industrial Ethernet采用有源switch，用来实现现场总线及其设备与以太网的无缝连接。另外，Ethernet为星型结构，有利于方便简单的接线和维护等工作的进行。在其星型结构中，采用通信组件，使其可以兼容ROCKWELL的现场总线设备。而Ethernet IP的通信模型也有其自身特点：在第一层至第四层上，采用Ethernet 802.3协议，之上采用TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，而在用户层上，采用CIP规范，使Control Net, Device Net 和Ethernet 共享用户层和应用层。
FF HSE(High Speed Ethernet)：这是由FF基金会推出的一种以太网构架。HSE采用星型构架，并采用交换器连接FF的现场总线装置，实现无缝操作。其中的switch还有防火墙作用，能有效抵抗干扰。此种Ethernet重要的优点是实现了各种级别的冗余功能，保证了网络的可靠性。其通信模型的低层采用Ethernet TCP/IP协议，用户层和应用层则可由现场总线和HSE共用。
Profinet：是由SIEMENS提出的Ethernet构架。由于西门子倡导保护过去投资，故其Profinet的推出充分考虑了与Profibus 的兼容性，实现了两者的无缝连接。而在通信模型中，Profinet最大的特点是在其用户层是基于组件的，而依靠工程设计模型实现了组件的连接，从而系统中便可接入多个供应商的设备。
IDA 与上述三个架构不同，IDA则采用了从设备底层到高层的完全Industrial Ethernet构架，这是依靠Mod Bus实现的。
在结构上，前三者都分别对应一个现场总线的底层结构，实现Industrial Ethernet和现场总线的结合，而只有IDA不同，采用了完全的Ethernet构架，使Ethernet的结构中直接兼容了设备，而无须现场总线结构；在应用上，FF HSE 是应用于过程自动化的连续控制过程的，而其他三者则常用于断续控制的。从市场和利益角度考虑，Industrial Ethernet在应用层的统一还需要比较长的时间。然而，分析认为，用户是希望兼容和统一的，希望各种设备及协议缩小差距。在此，强调，要建立的统一并非原概念的统一，而是要吸收Internet的先进技术成果，采用TCP/IP，应用于Industrial Ethernet，由此建立统一的Ethernet环境。迫于市场的压力，各国对推进Ethernet IP Industrial Ethernet技术基本达成共识，一个具有互操作性的统一Industrial Ethernet是可以实现的只需选择符合要求的数据传输率的。通用的兼容性允许用户循序渐进地升级到新技术。通过经常不断的扩展和开发因而保护投资的安全性。
由于Ethernet本身的开放性，它允许在同一个网络上运行不同的应用层协议，在许多实际应用中具有明显的无可替代的优势。Industrial Ethernet和Internet技术的发展将完全改变传统工业企业的网络架构。Industrial Ethernet已经从信息层向下延伸到控制层和设备层；同时，随着各种智能现场设备产品的丰富和应用以及工业管理自动化的深入，有资料认为在未来数年里，信息量还要再增加10-30倍。管理者根据经营管理的需要，希望得到更多的实时信息，并通过建立开放的信息管理系统实现信息的交流与共享。因此，随着仪器仪表智能化的提高，传输的数据也必将趋于复杂，未来传输的数据可能已不满足于几个字节。信息需求量的不断增加，将推动现场总线技术的发展，因此认为，Ethernet向控制系统底层延伸是必然的，这主要是由Ethernet的特性决定的。
Industrial Ethernet在向控制层的延伸应用，实现企业管控一体化的过程中需要考虑的技术问题主要有：
网络的拓扑结构、协议和带宽控制
企业所需要的不仅是将光缆延伸到各个办公室和车间，更重要的是在企业网内各部门的数据流是否能够畅通，能否方便地被共享。
系统的可靠性、稳定性及冗余
系统的可靠性建立在良好的网络结构、精良的硬件和稳定的软件平台的基础上。系统间各组成部分的协调和适当的冗余才能保证系统的稳定可靠。
系统的安全性及使用者级别和权限的控制
管控一体化形成后，企业的安全性成为重要的问题，同时难度将增大。日益成熟的防火墙技术将成为控制系统安全性的另一层保障。但也因为管理的高度集中，使全企业的人员可以划分为不同级别和权限的使用群体，对操作进行必要的跟踪。
数据的开放性及过程I/O信号的透明化
数据的开放性是管控一体化的核心所在。web技术的渗透使过程I/O信号不再专属于某一个控制系统；虚拟仪器技术的出现更使多个用户能够不必亲临现场就可以监控多个过程。管理一体化的所有优势都基于数据的开放性。
Industrial Ethernet协议的部分说明：
局域网体系结构即IEEE 802参考模型。IEEE 802参考模型相当于OSI模型的最低二层1983年，IEEE 802委员会以美国施乐XEROX公司+数字装备公司DIGITAL+英特尔INTEL公司提交的DIX Ethernet V2为基础，推出了IEEE 802.3。IEEE 802.3又叫做具有CSMA/CD的网络。CSMA/CD是IEEE 802.3采用的媒体接入控制技术，或称介质访问控制技术。因此，IEEE 802.3以Ethernet为技术原形，本质特点是采用CSMA/CD的介质访问控制技术。Ethernet与IEEE 802.3略有区别。但在忽略网络协议细节时人们习惯将IEEE 802.3称为Ethernet。
TCP/IP协议TCP/IP是多台相同或不同类型计算机进行信息交换的一套通信协议。TCP/IP协议组的准确名称应该是internet协议族，TCP和IP是其中两个协议。而internet协议族TCP/IP还包含了与这两个协议有关的其它协议及网络应用，如UDP（用户数据报协议）、ARP（地址转化协议）和ICMP（互联网控制报文协议）。由于TCP/IP是internet采用的协议组，所以将TCP/IP体系结构称作internet体系结构。Ethernet是TCP/IP使用最普遍的物理网络，实际上TCP/IP技术支持各种局域网络协议，包括：令牌总线、令牌环、FDDI（光纤分布式数据接口）、SLIP（串行线路ＩＰ）、PPP（点到点协议）、X2.5数据网等。由于TCP/IP是世界上最大的internet采用的协议组，而TCP/IP底层物理网络多数使用Ethernet协议，因此，Ethernet+TCP/IP成为IT行业中应用最普遍的技术。 本文主题中所提到的Ethernet，按习惯主要指IEEE 802.3协议。
3.3. 集装箱岸边起重机局部网络内各部分的具体实际联接
以上文介绍（3.1.）为划分标准。
3.3.1. 主控PLC与驱动器
使用Profibus-DP联接。
主控PLC中央处理器模块CPU416-2集成式Profibus-DP主站接口联接至驱动器用于Profibus-DP 的通讯模块CBP，速率：9.6kbit/s-12mbit/s。
二者间使用Profibus-DP专用电缆、RS485接头总线型拓扑终止于终端电阻（尾部RS485接头内，被使用）。
各驱动器具体作用不作介绍。
3.3.2. 主控PLC与防摇系统
使用Profibus-DP联接。
主控PLC通讯处理器模块CP443-5EXT的 Profibus-DP主站接口联接至防摇系统用于联接主控PLC的接口模块IMI05，速率：9.6kbit/s-12mbit/s。。
二者间使用Profibus-DP专用电缆、RS485接头总线型拓扑。
防摇系统内部，IMUCP接口模块，联结探头VS710。使用Profibus-DP联接。由于，探头离防摇系统主机较远（小车架下），使用一对OLM/S4，二个OLM间使用FOC standard cable（标准双工玻璃光纤）。
（下续）
3.3.3. 主控PLC与CMS
使用Industrial Ethernet联接。
主控PLC通讯处理器模块CP443-1的 RJ45联接至HUB的RJ45。HUB联接至：LCMS网卡的RJ45、理货室（CRM）RJ45（墙面板插座）、驾驶室操口台（CAB）上的微型触摸式计算机、RCMS网卡的RJ45，速率：10mbit/s或100mbit/s。
二者间使用UTP（八芯非屏蔽双绞线）联接。HUB至LCMS使用UTP；至RCMS、理货室RJ45（墙面板插座）、驾驶室操口台上的微型触摸式计算机距离较远（尤其是RCMS），使用各一对以太网介质转换器，二个以太网介质转换器间使用FOC standard cable（标准双工玻璃光纤）。
（下续）
3.3.4. 主控PLC与PLC分布式输入、输出模块组
使用Profibus-DP联接。
主控PLC通讯处理器模块CP443-5EXT的 Profibus-DP主站接口联接至PLC分布式输入、输出模块组ET200M（原型由：电源模块PS307、接口模块IM153-1、数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322构成）的接口模块IM153-1，速率：9.6kbit/s-12mbit/s。
二者间使用Profibus-DP专用电缆、RS485接头总线型拓扑终止于终端电阻，离主控PLC较远的分布式输入、输出模块组使用一对OLM/S4，二个OLM间使用FOC standard cable。
各PLC分布式输入、输出模块组具体作用不作介绍。
4.集装箱岸边起重机局部网络的应用
应用是贯穿与整个集装箱岸边起重机局部网络的，专业人员对其的应用主要是在以太网上的计算机，如：CMS（CMS的硬件就是一台上位计算机）、微型触摸式计算机等上实现的。
XXXXXXS上的应用
LCMS与RCMS或其它联接在HUB上的CMS应用雷同；基于Windows平台。
4.1.1. 通过CMS可以实现的功能
起重机的起升机构、大车机构、小车机构、变幅机构、吊具机构、起重机本机通讯状况的实时状态，可采用计算机仿真技术图文并茂的友好界面来浏览。
高压供电情况的浏览。
整个起重机实时作业的仿真。
起重机生产作业的有关报表。
起重机驱动器有关变量的图像跟踪和PLC运行的实时浏览。
实现CMS集装箱岸边起重机PLC的控制，在CMS上能实现对PLC程序的控制、修改和编程。
实现对驱动器修改能力。
起重机的实时故障和历史故障的记录，提供相应的故障帮助，有供用户输入的界面，用户可输入有关的修理经验、排故过程等。
可以实现控制中心的指令直达集装箱岸边起重机司机室，司机可以根据中控操作信息直接作业、自动确认和统计等。
实现集装箱岸边起重机局部网络与公司局域网（LAN）联网进而与广域网（WAN）、国际互联网（internet）互联。
XXXXXXXXS的安装
XXXXXXXXS的设置
XXXXXXXXS上其它关键应用程序
SIMATIC：SIEMENS SIMATIC S7 PLC相关应用程序组。
SIMOVIS：SIEMENS SIMOVERT MASTERDRIVES的调试诊断软件。
4.2驾驶室操口台上的微型触摸式计算机上的应用
主要使起重机司机对整机状态有全局把握；发生故障能立即定位；与控制中心保持联系。
5.原理与应用的趋向
集装箱岸边起重机局部网络的原理可能是复杂的；集装箱岸边起重机局部网络的应用未必是简单的。随着生产设备自动化的进一步深入，相信原理会趋于“神秘”、应用会走向“傻瓜”。不知这对单纯的技术受用者是忧是喜。
摘 要：集装箱岸边起重机局部网络包括局部网络的性质、构成以
及组成部分Profibus、Ethernet的特点、协议等。
集装箱岸边起重机局部网络的应用贯穿局部网络的整体，
主要集中于CMS上。
随着生产设备自动化的进一步深入，相信原理会趋于“神
秘”、应用会走向“傻瓜”。不知这对单纯的技术受用者是
忧是喜。
关键字：集装箱岸边起重机、局部网络、原理、应用、CMS、Profibus、
Ethernet
目 录：
1.前言
2.集装箱岸边起重机局部网络的定义
3.集装箱岸边起重机局部网络的原理
3.1. 集装箱岸边起重机局部网络系统单线图
3.1.1.主控PLC
3.1.2.驱动器
3.1.3.防摇系统
XXXXXXXXS
XXXXXXXXC分布式输入、输出模块组
3.2. 集装箱岸边起重机局部网络内的通讯
XXXXXXXXofibus现场总线
XXXXXXXXdustrial Ethernet工业以太网
3.3. 集装箱岸边起重机局部网络内各部分的具体实际联接
3.3.1. 主控PLC与驱动器
3.3.2. 主控PLC与防摇系统
3.3.3. 主控PLC与CMS
3.3.4. 主控PLC与PLC分布式输入、输出模块组
4.集装箱岸边起重机局部网络的应用
XXXXXXS上的应用
4.1.1. 通过CMS可以实现的功能
XXXXXXXXS的安装
XXXXXXXXS的设置
XXXXXXXXS上其它关键应用程序
4.2驾驶室操口台上的微型触摸式计算机上的应用
5.原理与应用的趋向
1.前言
全球经济一体化的进程不可阻挡。跨地域、大质量的物资运输成了经济交流必要基础环节。而能满足这种需求的运输方式是海运，集装箱正是海运的重要载体。因此，集装箱装卸起重机设备必须朝着先进、快速、安全、可靠的方向发展。集装箱岸边起重机是主要的集装箱装卸起重机设备。集装箱岸边起重机局部网络是整机控制系统的中枢神经；发展方向的基本构成。
2.集装箱岸边起重机局部网络的定义
目前，业界先进的集装箱岸边起重机控制技术是整机由PLC（Programmable Controller、可编程控制器）集中控制，并保持对系统的各个部分（驱动器、主令手柄、限位等）信号的监控；由CMS（Crane Management System、起重机管理系统）对起重机的运行状况、机构状态进行实时显示与监控，以便及时地显示出故障信息及解决方法，对装卸作业的生产统计以及对起重机的维修保养方面的数据进行管理等。这些是以集装箱岸边起重机局部网络的存在为基础的。如同其他网络一样，集装箱岸边起重机局部网络同样由硬件设备和软件协议构成。集装箱岸边起重机局部网络是多种硬件、分层协议的综合体，以满足、对应不同的既定应用需求、目的。
3.集装箱岸边起重机局部网络的原理
以ZPMC（振华港口机械股份有限公司）集装箱岸边起重机为实例原型。
3.1. 集装箱岸边起重机局部网络系统单线图
3.1.1.主控PLC
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A18-F22。
该PLC为SIEMENS（西门子）SIMATIC S7-400。
电源模块（PS）：PS407-4A
中央处理器模块（CPU 416-DP）：CPU416-2（带集成式、外加通讯处理器模块CP443-5EXT Profibus-DP主站接口，Profibus是Process Field Bus的缩写）
通讯处理器模块（ETHERNET）：CP443-1
通讯处理器模块（CP443-5）：CP443-5
3.1.2.驱动器
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A01-F18。
该驱动器为SIEMENS SIMOVERT MASTERDRIVERS Vector Control
6 SE 71（矢量控制交流变频传动产品）。
普通整流装置（ INV）：inverter（二极管或可控制硅整流）
自换相整流回馈装置（AFE）：Active Front End（采用IGBT功率元件，位于电源进线侧，有主动控制功能，性能好，相当于逆变器，但输入交流，输出直流）
通信终端电阻：50Ω
3.1.3.防摇系统
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A22-F30。
该防摇系统为SIEMENS AS（工业自动化）930（主机由PLC模块构成）。
功能模块（FM566）： FM566（定位专用）
接口模块（IM-I05）：IMI05（联接主控PLC）
接口模块（IM-UCP）：IMUCP（联结探头）
中央处理器模块（CPU）：控制运算
电源模块（PS）：供电
探头（CAMERA）：VS710（与吊具上架上的反光板作用，探测小车与吊具垂直平面上前后间的位移）
光链接模块（OLM）：SIEMENS Profibus OLM（optical link module）/S4
XXXXXXXXS
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”A30-F40。
本地起重机管理系统（LCMS）：（local）
远程起重机管理系统（RCMS）：（remote）
以太网介质转换器（OLM）：D-link DMC-115SC
集线器（HUB）：D-link DES-1024D（带交换机、switch）
八芯非屏蔽双绞线插座（RJ45）
XXXXXXXXC分布式输入、输出模块组
对应“集装箱岸边起重机局部网络系统单线图”F01-U40。
分布式输入、输出模块组（Add）：ET200M
光链接模块（OLM）：SIEMENS Profibus OLM/S4
通信终端电阻：50Ω
3.2. 集装箱岸边起重机局部网络内的通讯
包括多种硬件的联接、分层协议运行。
3.2.1. Profibus现场总线
3.2.1.1. Profibus简介
目前有三种Profibus现场总线：Profibus-PA、Profibus-DP和Profibus-FMS。Profibus-PA专为过程自动化设计，可用于有爆炸危险的环境中；Profibus-DP应用于现场级，经过优化的高速、廉价的传输形式适于自动控制系统与现场设备之间的实时通信； Profibus-FMS用于车间级，即中、下层，要求面向对象，提供较大数据量的通信服务，它有被Ethernet（以太网）取代的趋势。
Profibus符合IEC 61158和 EN 50170标准，用于一定数目的区域和单元级设备联网的国际标准。用户需要开放与供应商无关的通讯系统已导致Profibus协议规范化和标准化，因而保证集成对其他厂商的标准化部件的开放。由于 Profibus的开放性，从不同制造商来的标准化部件当然也能够集成。目前世界各地已有650多家制造商能为现场区域提供门类广泛，有适当接口的各种兼容于 Profibus的产品。SIEMENS能提供适当的主要网络部件产品，因而能满足需要。
Profibus向用户提供：节能因而降低成本；对应用，配置方便；简单、快速的起动；生产中的高度灵活性；可靠和确实的诊断数据；可靠的数字传输技术。
XXXXXXXXXXofibus协议
Profibus协议文本的组成部分：总论、物理层规范及服务定义、数据链路层服务定义、数据链路层协议规范、应用层服务定义、应用层协议规范、网络管理、用户规范、用于过程自动化的物理层和数据链路层、附录。
总论：ISO/OSI环境下各层概况。
物理层规范及服务定义：范围、引用标准和附加引用资料、概论（术语、定义、缩写词、基本特性等）、数据传输。
数据链路层服务定义：范围、引用标准、概论、第二层接口、管理。
数据链路层协议规范：范围、引用标准、概论、介质存取方式和传输协议。
应用层服务定义：范围、引用标准和附加引用资料、概论、现场总线保温规范（FMS）。
应用层协议规范：范围、引用标准和附加引用资料、概论、编码、语法描述、低层接口（LLI）。
网络管理：范围、引用标准和附加引用资料、概论、管理FMA7。
用户规范：应用领域与目的、引用标准和附加引用资料、缩写语、术语、对DP系统的要求、系统特性、通行模型、介质存取与传输协议、直接数据链路映像程序（DDLM）与用户接口间的接口、用户接口与用户间的接口、编码、直接数据链路映像程序、状态机的形式描述、设备特性、应用特性。
用于过程自动化的物理层和数据链路层：引言、适用范围、引用标准、概论、特性、范围、数据传输（物理介质、物理层PHL）、介质存取方式和传输协议（数据链路层、FDL）、Profibus第二层接口、管理（FMA1/2）
附录：附录A（资料性附录）、附录B（资料性附录）、附录C（规范性附录）。
Profibus协议的部分说明：
Profibus-PA的数据传输延用Profibus-DP的协议，省略了3、4、5、6层，增加了用户层，只是在上层增加了描述现场设备行为的PA行规。Profibus-DP使用第1、2层和用户接口。Profibus-FMS分1、2、7层均加以定义。
Profibus行规的制定，为遵循Profibus协议的设备之间的互操作奠定了基础。
Profibus-PA使用IEC 1158-2传输技术（第一层），设备通过分段耦合器可以很方便地集成到Profibus-DP网络，Profibus-DP和Profibus-FMS使用了同样的传输技术（第一层）（RS485/FOC光纤）和总线访问协议（FDL）（第二层），所以它们可以在同一根电缆上同时操作。Profibus总线访问协议（第二层）对三种Profibus均相同。
Profibus总线访问协议的特征
混合总线访问协议：主站间的逻辑令牌环；主从站间的主从协议。
主站：主动站在一个限定时间内（Token Hold Time）对总线有控制权。
从站：从站只是响应一个主站的请求，对总线没有控制权。
Profibus总线访问协议的特点：主站或从站可以在任何时间点接入或断开，FDL将自动地重新组织令牌环;令牌环调度确保每个驻站有足够的时间履行它的通信任务，因此用户必须计算TTR；FDL有能力发现有故障的站、实效的令牌、重复的令牌、传输错误和其它可能的网络失败；信息（包括令牌信息）在传输过程中确保高度安全，以免传输错误。
令牌调度原理：在多主网络中，令牌调度必须确保每个主站有足够的时间完成它的通信任务；用户组织全部目标令牌环时间（TTR）进入所有主站的通信任务账户；每一个主站根据下列公式计算它的通信任务时间（TTH）：TTH=TTR-TRR（TTH=持有令牌时间、TTR=目标令牌环时间、TRR=实际令牌环时间）。
Profibus的报文结构：
Profibus的总线访问方式为：主站之间通信采用令牌传输，主站和从站之间采用主从方式；可以采用总线型、树型、星型等网络拓扑，总线上最多可挂接127个站点。
XXXXXXXXdustrial Ethernet工业以太网
3.2.2.1. Industrial Ethernet简介
介绍Industrial Ethernet之前不得不提到它产生的背景。
现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）的发展在某些方面受到了制约。迄今为止FCS的通讯标准尚未统一：IEC 61158规定的包括Profibus、基金会现场总线FF、Interbus、 ControlNet、WorldFIP、FF HSE、SwiftNet以及P-Net在内的八种现场总线的通信协议有很大差异，要实现不同总线产品间的互连非常困难，通信标准互不统一，各个不同厂家的工业控制设备相互之间的兼容性较差。此外FCS传输速率也不尽人意：FCS大多采用了ISO参考模型中的物理层、数据链路层、应用层以及极具特色的用户层。为保证数据传输可靠性而使传输速度较低，无法满足控制的实时性要求;同时随着现场设备功能逐渐增强，现场控制设备之间以及现场控制设备与Intranet信息交换量成倍增加，使FCS在工业控制中的应用受到了一定的限制;同时也使控制网络的系统集成与信息网络集成变得十分困难。
这不但使FCS的开放性、分散性（随着信息技术的不断进步，工业控制也逐步由集中走向分散）和可互操作性等特点难以体现，而且确实给用户的使用带来很大的不便，因此给FCS的推广以应用带来不利的影响。由于上述原因，使FCS在工业控制中的推广应用受到了一定的限制。人们不禁想起了在商业网络中广泛应用的Ethernet（以太网）。Ethernet具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势，由于它支持几乎所有流行的网络协议，所以在商业系统中被广泛采用。Ethernet标准是开放的，而开放性正是最近几年个人电脑点燃整个信息技术产业，直至彻底改变我们的生活方式的最主要的原因。通过选择Ethernet和Ethernet产品，用户将无需担忧被某一家厂商的私有协议和网络架构束缚。同时，由于Ethernet采用的是开放标准，这使得在技术的不断发展过程中，Ethernet可以获得比一些采用私有协议的控制网络更好的扩展性和支持。举个简单的例子，Ethernet的速度从最初的10Mbps的标准发展到100Mbps（快速以太网、Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u的标准）、1Gbps，而10Gbps的标准也已经建立。对于当前的应用和未来可能需要的扩展来说你可以相信会有足够的带宽可以使用。此外，Ethernet已经被普遍的应用于办公环境，已经有大量可以利用的服务和应用：e-mail、FTP以及web浏览等。在工业中合理地使用Ethernet这些技术，将使得用户在起跑线上就领先于竞争对手，因为他们不需要花时间来学习新的应用程序，这同样带来了费用的减少，以及开发速率的加快，因为大量的系统开发人员已经非常熟悉当前的Ethernet上所应用的各类软件。另外，不容忽视的一点是：当工业自动化控制系统和办公系统使用了同样的Ethernet协议的时候，可以很方便的将信息管理系统和工业控制网络整合起来，整合好之后，远程实时分析工业现场的数据信息将不再是个梦想，毫无疑问，在这个充满了信息和速度竞争的时代，Ethernet将会给企业带来巨大的效益。以上提及了一些工业控制中使用Ethernet技术带来的好处。然而，一些严谨的开发者发现：传统Ethernet采用总线式拓朴结构和CSMA/CD（多路存取载波侦听碰撞检测、Carrier Sense Multiple Access protocol）通讯方式，在实时性要求较高的场合下，重要数据的传输过程会产生传输延滞，这被称为Ethernet的“不确定性”。研究表明：商业以太网在工业应用中的传输延滞在2ms-30ms之间，这是影响Ethernet长期无法进入过程控制领域的重要原因之一；其次，当我们将工作环境非常理想的商业Ethernet设备转移到环境恶劣、充满不可预测因素的工业控制环境时，当前市场上的商业Ethernet设备无法满足工业应用的高可靠性需要，这意味着我们需要一种更加健壮的Ethernet系统来支持相关的工业应用。因此，对Ethernet的研究，专门为工业应用设计Ethernet具有工程实用价值。目前Ethernet存在的不确定性和实时性能欠佳的问题，已由于智能集线器的使用、主动切换功能的实现、优先权的引入以及双工的布线等，基本上得到了解决。通过提高数据传输速率，仔细地选择网络的拓扑结构及限制网络负载等，可将发生数据冲突的概率降到最低。在工业控制应用领域，Ethernet的世界市场份额将由1998年的8.4%跃升为2003年的22%，是各种总线中升幅最大的。
简单的说Industrial Ethernet就是符合工业标准的Ethernet。
二者区别如下：
Industrial Ethernet符合IEEE 802.3 （Ethernet）标准。越来越多的工业设备厂商, I/O 领域厂商，在他们的产品中包含了内建的Ethernet接口同时；一些标准制定组织和厂商正在逐步的推动并建立Industrial Ethernet协议规范，力图用这些规范使得不同厂商的工业控制设备可以通过标准的Ethernet整合，在一个应用中实现互操作。
3.2.2.2. Industrial Ethernet协议
Ethernet本质上只是一个物理层标准，符合IEEE 802.3定义CSMA/CD总线网的物理层的规范。目前Ethernet在传输层和网络层基本上已统一，TCP/IP协议已为多数工业控制器厂家所接受。在应用层的协议上还存在着分歧。
应用层上四种Industrial Ethernet协议：
Ethernet IP：此种Industrial Ethernet采用有源switch，用来实现现场总线及其设备与以太网的无缝连接。另外，Ethernet为星型结构，有利于方便简单的接线和维护等工作的进行。在其星型结构中，采用通信组件，使其可以兼容ROCKWELL的现场总线设备。而Ethernet IP的通信模型也有其自身特点：在第一层至第四层上，采用Ethernet 802.3协议，之上采用TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，而在用户层上，采用CIP规范，使Control Net, Device Net 和Ethernet 共享用户层和应用层。
FF HSE(High Speed Ethernet)：这是由FF基金会推出的一种以太网构架。HSE采用星型构架，并采用交换器连接FF的现场总线装置，实现无缝操作。其中的switch还有防火墙作用，能有效抵抗干扰。此种Ethernet重要的优点是实现了各种级别的冗余功能，保证了网络的可靠性。其通信模型的低层采用Ethernet TCP/IP协议，用户层和应用层则可由现场总线和HSE共用。
Profinet：是由SIEMENS提出的Ethernet构架。由于西门子倡导保护过去投资，故其Profinet的推出充分考虑了与Profibus 的兼容性，实现了两者的无缝连接。而在通信模型中，Profinet最大的特点是在其用户层是基于组件的，而依靠工程设计模型实现了组件的连接，从而系统中便可接入多个供应商的设备。
IDA 与上述三个架构不同，IDA则采用了从设备底层到高层的完全Industrial Ethernet构架，这是依靠Mod Bus实现的。
在结构上，前三者都分别对应一个现场总线的底层结构，实现Industrial Ethernet和现场总线的结合，而只有IDA不同，采用了完全的Ethernet构架，使Ethernet的结构中直接兼容了设备，而无须现场总线结构；在应用上，FF HSE 是应用于过程自动化的连续控制过程的，而其他三者则常用于断续控制的。从市场和利益角度考虑，Industrial Ethernet在应用层的统一还需要比较长的时间。然而，分析认为，用户是希望兼容和统一的，希望各种设备及协议缩小差距。在此，强调，要建立的统一并非原概念的统一，而是要吸收Internet的先进技术成果，采用TCP/IP，应用于Industrial Ethernet，由此建立统一的Ethernet环境。迫于市场的压力，各国对推进Ethernet IP Industrial Ethernet技术基本达成共识，一个具有互操作性的统一Industrial Ethernet是可以实现的只需选择符合要求的数据传输率的。通用的兼容性允许用户循序渐进地升级到新技术。通过经常不断的扩展和开发因而保护投资的安全性。
由于Ethernet本身的开放性，它允许在同一个网络上运行不同的应用层协议，在许多实际应用中具有明显的无可替代的优势。Industrial Ethernet和Internet技术的发展将完全改变传统工业企业的网络架构。Industrial Ethernet已经从信息层向下延伸到控制层和设备层；同时，随着各种智能现场设备产品的丰富和应用以及工业管理自动化的深入，有资料认为在未来数年里，信息量还要再增加10-30倍。管理者根据经营管理的需要，希望得到更多的实时信息，并通过建立开放的信息管理系统实现信息的交流与共享。因此，随着仪器仪表智能化的提高，传输的数据也必将趋于复杂，未来传输的数据可能已不满足于几个字节。信息需求量的不断增加，将推动现场总线技术的发展，因此认为，Ethernet向控制系统底层延伸是必然的，这主要是由Ethernet的特性决定的。
Industrial Ethernet在向控制层的延伸应用，实现企业管控一体化的过程中需要考虑的技术问题主要有：
网络的拓扑结构、协议和带宽控制
企业所需要的不仅是将光缆延伸到各个办公室和车间，更重要的是在企业网内各部门的数据流是否能够畅通，能否方便地被共享。
系统的可靠性、稳定性及冗余
系统的可靠性建立在良好的网络结构、精良的硬件和稳定的软件平台的基础上。系统间各组成部分的协调和适当的冗余才能保证系统的稳定可靠。
系统的安全性及使用者级别和权限的控制
管控一体化形成后，企业的安全性成为重要的问题，同时难度将增大。日益成熟的防火墙技术将成为控制系统安全性的另一层保障。但也因为管理的高度集中，使全企业的人员可以划分为不同级别和权限的使用群体，对操作进行必要的跟踪。
数据的开放性及过程I/O信号的透明化
数据的开放性是管控一体化的核心所在。web技术的渗透使过程I/O信号不再专属于某一个控制系统；虚拟仪器技术的出现更使多个用户能够不必亲临现场就可以监控多个过程。管理一体化的所有优势都基于数据的开放性。
Industrial Ethernet协议的部分说明：
局域网体系结构即IEEE 802参考模型。IEEE 802参考模型相当于OSI模型的最低二层1983年，IEEE 802委员会以美国施乐XEROX公司+数字装备公司DIGITAL+英特尔INTEL公司提交的DIX Ethernet V2为基础，推出了IEEE 802.3。IEEE 802.3又叫做具有CSMA/CD的网络。CSMA/CD是IEEE 802.3采用的媒体接入控制技术，或称介质访问控制技术。因此，IEEE 802.3以Ethernet为技术原形，本质特点是采用CSMA/CD的介质访问控制技术。Ethernet与IEEE 802.3略有区别。但在忽略网络协议细节时人们习惯将IEEE 802.3称为Ethernet。
TCP/IP协议TCP/IP是多台相同或不同类型计算机进行信息交换的一套通信协议。TCP/IP协议组的准确名称应该是internet协议族，TCP和IP是其中两个协议。而internet协议族TCP/IP还包含了与这两个协议有关的其它协议及网络应用，如UDP（用户数据报协议）、ARP（地址转化协议）和ICMP（互联网控制报文协议）。由于TCP/IP是internet采用的协议组，所以将TCP/IP体系结构称作internet体系结构。Ethernet是TCP/IP使用最普遍的物理网络，实际上TCP/IP技术支持各种局域网络协议，包括：令牌总线、令牌环、FDDI（光纤分布式数据接口）、SLIP（串行线路ＩＰ）、PPP（点到点协议）、X2.5数据网等。由于TCP/IP是世界上最大的internet采用的协议组，而TCP/IP底层物理网络多数使用Ethernet协议，因此，Ethernet+TCP/IP成为IT行业中应用最普遍的技术。 本文主题中所提到的Ethernet，按习惯主要指IEEE 802.3协议。
3.3. 集装箱岸边起重机局部网络内各部分的具体实际联接
以上文介绍（3.1.）为划分标准。
3.3.1. 主控PLC与驱动器
使用Profibus-DP联接。
主控PLC中央处理器模块CPU416-2集成式Profibus-DP主站接口联接至驱动器用于Profibus-DP 的通讯模块CBP，速率：9.6kbit/s-12mbit/s。
二者间使用Profibus-DP专用电缆、RS485接头总线型拓扑终止于终端电阻（尾部RS485接头内，被使用）。
各驱动器具体作用不作介绍。
3.3.2. 主控PLC与防摇系统
使用Profibus-DP联接。
主控PLC通讯处理器模块CP443-5EXT的 Profibus-DP主站接口联接至防摇系统用于联接主控PLC的接口模块IMI05，速率：9.6kbit/s-12mbit/s。。
二者间使用Profibus-DP专用电缆、RS485接头总线型拓扑。
防摇系统内部，IMUCP接口模块，联结探头VS710。使用Profibus-DP联接。由于，探头离防摇系统主机较远（小车架下），使用一对OLM/S4，二个OLM间使用FOC standard cable（标准双工玻璃光纤）。
（下续）
3.3.3. 主控PLC与CMS
使用Industrial Ethernet联接。
主控PLC通讯处理器模块CP443-1的 RJ45联接至HUB的RJ45。HUB联接至：LCMS网卡的RJ45、理货室（CRM）RJ45（墙面板插座）、驾驶室操口台（CAB）上的微型触摸式计算机、RCMS网卡的RJ45，速率：10mbit/s或100mbit/s。
二者间使用UTP（八芯非屏蔽双绞线）联接。HUB至LCMS使用UTP；至RCMS、理货室RJ45（墙面板插座）、驾驶室操口台上的微型触摸式计算机距离较远（尤其是RCMS），使用各一对以太网介质转换器，二个以太网介质转换器间使用FOC standard cable（标准双工玻璃光纤）。
（下续）
3.3.4. 主控PLC与PLC分布式输入、输出模块组
使用Profibus-DP联接。
主控PLC通讯处理器模块CP443-5EXT的 Profibus-DP主站接口联接至PLC分布式输入、输出模块组ET200M（原型由：电源模块PS307、接口模块IM153-1、数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322构成）的接口模块IM153-1，速率：9.6kbit/s-12mbit/s。
二者间使用Profibus-DP专用电缆、RS485接头总线型拓扑终止于终端电阻，离主控PLC较远的分布式输入、输出模块组使用一对OLM/S4，二个OLM间使用FOC standard cable。
各PLC分布式输入、输出模块组具体作用不作介绍。
4.集装箱岸边起重机局部网络的应用
应用是贯穿与整个集装箱岸边起重机局部网络的，专业人员对其的应用主要是在以太网上的计算机，如：CMS（CMS的硬件就是一台上位计算机）、微型触摸式计算机等上实现的。
XXXXXXS上的应用
LCMS与RCMS或其它联接在HUB上的CMS应用雷同；基于Windows平台。
4.1.1. 通过CMS可以实现的功能
起重机的起升机构、大车机构、小车机构、变幅机构、吊具机构、起重机本机通讯状况的实时状态，可采用计算机仿真技术图文并茂的友好界面来浏览。
高压供电情况的浏览。
整个起重机实时作业的仿真。
起重机生产作业的有关报表。
起重机驱动器有关变量的图像跟踪和PLC运行的实时浏览。
实现CMS集装箱岸边起重机PLC的控制，在CMS上能实现对PLC程序的控制、修改和编程。
实现对驱动器修改能力。
起重机的实时故障和历史故障的记录，提供相应的故障帮助，有供用户输入的界面，用户可输入有关的修理经验、排故过程等。
可以实现控制中心的指令直达集装箱岸边起重机司机室，司机可以根据中控操作信息直接作业、自动确认和统计等。
实现集装箱岸边起重机局部网络与公司局域网（LAN）联网进而与广域网（WAN）、国际互联网（internet）互联。
XXXXXXXXS的安装
XXXXXXXXS的设置
XXXXXXXXS上其它关键应用程序
SIMATIC：SIEMENS SIMATIC S7 PLC相关应用程序组。
SIMOVIS：SIEMENS SIMOVERT MASTERDRIVES的调试诊断软件。
4.2驾驶室操口台上的微型触摸式计算机上的应用
主要使起重机司机对整机状态有全局把握；发生故障能立即定位；与控制中心保持联系。
5.原理与应用的趋向
集装箱岸边起重机局部网络的原理可能是复杂的；集装箱岸边起重机局部网络的应用未必是简单的。随着生产设备自动化的进一步深入，相信原理会趋于“神秘”、应用会走向“傻瓜”。不知这对单纯的技术受用者是忧是喜。
