Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在汽車(chē)制造業(yè)中方案

　?。?）信息層

　　總裝車(chē)間內部和同廠(chǎng)區其他部門(mén)進(jìn)行數據交換采用標準TCP/IP以太網(wǎng)結構，工業(yè)控制部分采用西門(mén)子現場(chǎng)總線(xiàn)結構。這種設計可以將生產(chǎn)信息管理網(wǎng)絡(luò )和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )區分開(kāi)來(lái)，實(shí)現信息分流，便于根據信息管理和工業(yè)控制對網(wǎng)絡(luò )速度及傳輸可靠度等性能的不同要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )設置，既能滿(mǎn)足信息管理大量數據交互的可靠性，又能保證工控信號傳遞的實(shí)時(shí)性和準確性。監控工作站、管理工作站、現場(chǎng)信息LED服務(wù)器、數據庫及應用軟件的用戶(hù)之間通過(guò)TCP/IP通信協(xié)議實(shí)現信息的傳輸與共享。數據庫中的數據只有通過(guò)服務(wù)器才能夠與用戶(hù)、現場(chǎng)設備之間進(jìn)行信息的交流（監控計算機除外）。用戶(hù)既可以通過(guò)Windows內建的IE瀏覽器實(shí)現生產(chǎn)現場(chǎng)信息的獲取與交互，也可以直接與數據服務(wù)器進(jìn)行信息的交流，再通過(guò)監控計算機實(shí)現對現場(chǎng)設備的控制。用戶(hù)不直接參與控制現場(chǎng)設備與數據庫，既保證了數據的安全性與底層設備的健壯性和人機交互界面的透明性與友好性。

　?。?）控制層

　　現場(chǎng)控制站采用以西門(mén)子S7平臺為控制核心，分布在各工藝段，PLC主站之間和中央監控計算機通過(guò)Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò )協(xié)議相連，實(shí)現控制信號的高速傳輸。PLC自動(dòng)監測重要設備的運行狀態(tài)，并對設備進(jìn)行自動(dòng)控制，可人工干預調整工藝參數變化。Profibus-FMS使用了第1層、第2層和第7層。應用層（第7層）包括FMS（現場(chǎng)總線(xiàn)報文規范）和LLI（低層接口）。FMS包含應用協(xié)議和提供的通信服務(wù)。LLI建立各種類(lèi)型的通信關(guān)系，并給FMS提供不依賴(lài)于設備的對第2層的訪(fǎng)問(wèn)。FMS處理單元級（PLC和PC）的數據通信。功能強大的FMS服務(wù)可在廣泛的應用領(lǐng)域內使用，并為解決復雜通信任務(wù)提供了很大的靈活性。

　?。?）設備層

　　我們采用Profibus_DP網(wǎng)絡(luò )連接分布于車(chē)間的傳感器和執行機構，將變頻器、現場(chǎng)分布式I/O、具有總線(xiàn)接口的工藝設備等直接采用總線(xiàn)電纜連接，實(shí)現了數字和模擬輸入/輸出信號、智能信號裝置和過(guò)程調節裝置與可編程邏輯控制器（PLC）之間的數據數字化傳輸，把I/O信號通道分散到實(shí)際需要的現場(chǎng)設備附近，使安裝和布線(xiàn)的費用開(kāi)銷(xiāo)減少到最小，從而使成本費用大大地節省，實(shí)現了底層設備的低成本、高效率的信息集成模式。PROFIBUS-DP使用了第1層、第2層和用戶(hù)接口層。第3到7層未使用，這種精簡(jiǎn)的結構確保高速數據傳輸。直接數據鏈路映象程序（DDLM）提供對第2層的訪(fǎng)問(wèn)。在用戶(hù)接口中規定了PROFIBUS-DP設備的應用功能，以及各種類(lèi)型的系統和設備的行為特性。這種為高速傳輸用戶(hù)數據而優(yōu)化的PROFIBUS協(xié)議特別適用于可編程序控制器與現場(chǎng)級分散的I/O設備之間的通信。

　　四、系統特點(diǎn)

　　1．網(wǎng)絡(luò )結構：采用統一的Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，整個(gè)車(chē)間網(wǎng)絡(luò )脈絡(luò )清晰，簡(jiǎn)潔明了。

　　2．功能模塊：基于現場(chǎng)總線(xiàn)和應用需求的功能全面模塊化設計。

　　3．信息管理：與工廠(chǎng)信息數據庫的充分融合，不僅可以獲取數據，還可以將總裝生產(chǎn)信息納入工廠(chǎng)信息數據庫中，為其他車(chē)間和零件庫提供生產(chǎn)指導信息。

　　4．條碼跟蹤：降低錯誤率、提升效率的關(guān)鍵技術(shù)。

　　5．特色控制：完全切合用戶(hù)實(shí)際生產(chǎn)狀況，解決系統生產(chǎn)瓶頸。通過(guò)系統診斷技術(shù)、驅動(dòng)站同步控制、智能合流道岔控制等手段，解決了生產(chǎn)過(guò)程中的難題，保證生產(chǎn)正常運行

　　6．監控功能：豐富易用實(shí)時(shí)性強的人機界面

　　五、結束語(yǔ)

　　本系統在去年8月一次投運成功，至今運行穩定，通過(guò)了用戶(hù)驗收，得到了好評。該系統通過(guò)Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)將現場(chǎng)設備的控制與生產(chǎn)管理緊密結合，實(shí)現了控制、管理和監視的機電一體化，提高了生產(chǎn)線(xiàn)綜合自動(dòng)化水平，可以廣泛地應用于汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)的成車(chē)總裝和發(fā)動(dòng)機總裝等生產(chǎn)環(huán)節。