摘要：裝盤機現場傳感器及執行器多而分散，采用PROFIBUS—DP現場總線，克服了傳統的敷線量大、故障點多、安裝調試困難等缺點，大大提高了機器的電氣性能。 關鍵詞：PROFIBUS—DP現場總線；裝盤機；應用 　　現場總線是工廠自動化進程中現場級通信的一次數字化革命，它是連接控制系統中現場裝置和設備的雙向數字通訊網絡，使自控系統與設備加入工廠信息網絡，成為企業信息網絡底層，直到生產現場。現場總線設備不需要框架、機柜，可以直接安裝在現場導軌槽上。它以數字二進制信息代替傳統的觸頭開閉信息，只需一根電纜線就能傳輸大量電的信息，大幅度提高工作的可靠性。 1 PROFIBUS—DP現場總線簡介 　　PROFIBUS（過程現場總線）是一種標準化的、開放式的通訊網絡。它由三個兼容部分組成，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS—PA、PROFIBUS—FMS。其中PROFIBUS—DP是一種高速且價廉的通信連接，用于設備級控制系統與分散式I／O的通信。可取代原設備級的4～20mA（模擬量）／24V DC（開關量）信號傳輸。本文介紹的就是DP部分的應用。一個完整的PROFIBUS— DP網絡是由相應的模塊、總線電纜及終端電阻組成的，由與之相兼容的PLC或控制器進行控制。通常包括一個單獨的主站（PLC）和一些從站，主站和從站之間采用主一從方式進行工作；在一個系統中可有多個主站，主站之間通過令牌傳送方式，以保證每個主站在一個確切規定的時間內得到總線存取權（令牌），主站得到令牌時可與從站通信，每個主站均可向從站發送或讀取信息。它可容納大量的I／0點，一個系統最多可有126個節點，數千個模擬量和數字量。每個模塊均有LED提供各種診斷信息，輸入輸出通道有與之相關的雙色LED來指示它們的狀態。模塊的故障狀態信息可以通訊到PROFIBUS—DP的主站上，可由控制程序進行處理。在現場模塊的上部是一個5針的minifast接插件，用于提供電源，它有兩個獨立的電源回路，一個是“BUS”回路，為模塊及輸入通道提供電源；另一個是“POWER”回路，為輸出通道提供電源。 2 PROFIBUS—DlP在裝盤機中的應用 　　我公司生產的YJ35A裝盤機，是一種采用傳統觸點控制方法將煙支或濾嘴棒自動裝到盤上的設備。機器上有八個交流電機進行驅動控制，并且布置有大量的傳感器，是較為復雜的輸送系統。現場設備是通過4～20mA 的電流信號與計算機交換信息，這種傳輸方法現場安裝工作量大、投資高、傳輸精度較低、易受干擾。最近，我公司在對其電氣控制系統的升級改造中便成功地采用PROFIBUS—DP取代原來的傳統觸頭開閉控制，開發出了新一代產品YJ35C。 2．1 硬件系統 　　YJ35C電氣控制系統硬件框圖如圖1所示。控制系統以西門子6ES7 314CPU為核心，配置了數字量I／0模塊6ES7 322、通訊處理器6GK7／342。TURCK公司總線電纜RSSW RKSW 455— 4M、電源電纜RKM50—5XOR—RSM、電源T型接頭RSM一2RKM 50、現場模塊FLDP—IM8、FLDP—10M248、FLDP —IMl6及終端電阻RSS4．5一PDP—TR等組成PROFIBUS—DP控制系統。 　　PLC S7 I／O模塊主要連接電控柜斷路器、接觸器、按鈕、指示燈、變頻器等執行器件。TURCK公司PROFIBUS—DP現場模塊防護等級為IP67，可以直接安裝于工業現場。現場傳感器、執行器就近連接在PROFIBUS—DP現場模塊上。 　　網絡末端安裝終端電阻，用來吸收網絡信號傳輸過程中的剩余能量，起到穩定和調整信號的作用。 2．2 軟件程序簡介 　　控制系統軟件框圖如圖2所示。物料流從傳送區送到料斗，從那里由裝盤系統裝到盤中，在生產方式中，物料流也可經過物料傳送裝置傳送到下游機器。空盤輸送裝置將一個空盤送到裝盤系統下方，裝盤系統保證將盤均勻裝滿，在裝盤過程中，垂直下降盤臺有兩條鏈驅動緩慢降下。裝盤完成后，將盤降到滿盤輸送裝置上，然后滿盤臺把它輸送到滿盤提升機的下位盤臺上。滿盤提升機將盤提升到方便的高度，以便運走。 2．2．1 物料流的傳送程序 　　物料經由手動取樣和垂直提升送到YJ35C料斗。M6電動機直接驅動水平輸送帶，而且通過離合器Y2間接驅動垂直提升帶，光電開關B52和B53用來監測料位，分別控制M6轉動或離合器Y2開合，電動機的速度可變頻調速，而且用時鐘脈沖控制，時鐘脈沖由接近開關BIO0與定時圓盤產生。B53不被遮擋，Y2脫開，垂直提升帶停止；B52不被遮擋，M6經一段時間延長后停止，并通過電阻器降速。物料區傳感器安裝圖見圖3。 2．2．2 空盤輸送程序 　　當一個盤已完全裝滿時，接近開關B60動作，電動機M3啟動，輸送軌往前進，把下一個盤放到裝盤系統下方，當輸送機正在返回其原始位置時。促動器將順序促動B36、B35、B37等接近開關。B36遮擋，打開裝盤系統，B35遮擋，停止輸送軌移動，B37遮擋，啟動盤的下降過程。 　　如空盤臺上無空盤，B38就不被遮住，又如空盤在輸送過程中被卡住使1336不動作而導致生產線停止，出現如此等故障時，會通過DP2現場總線接通信號燈，發出警告信號。在發生故障時，空盤輸送也可用旋鈕$37控制。空盤輸送傳感器安裝圖見圖4。 3 系統的優越性能 　　裝盤機現場傳感器及執行器多而分散，采用PROFIBUS—DP工業現場總線，克服了傳統的敷線量大、故障點多、安裝調試困難等缺點，具有良好的優越性能，具體如下： 3．1 現場總線技術增強了現場級信息集成能力。 3．2 系統可靠性好，可靠的數據傳輸、快速的數據響應及強大的抗干擾能力。 3．3 可維護性好，快速簡便的安裝，降低系統及工程成本，有較高的性能價格比。 3．4 系統是開放式、互操作性、互換性、可集成性的。 3．5 防護等級為IP67，適合安裝于工業現場。 3．6 能自動診斷故障位置，可診斷包括現場設備、裝備和連接件的短路及斷路故障。