基于PROFIBUS-DP的柔性制造監控系統的應用

1 引言

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，國內外市場(chǎng)競爭的加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快以及人們對產(chǎn)品多樣化需求的增加，使得機械制造業(yè)向多品種、小批量生產(chǎn)方式發(fā)展。為適應這種需求的變化，必須大幅度提高產(chǎn)品制造的柔性和生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗和生產(chǎn)成本，以獲得更好的經(jīng)濟效益。柔性制造系統（Flexible Manufacturing System-FMS）正是在這種形勢下應運而生的。 FMS是一項工程應用技術(shù)，它的內部組成根據使用目的而異，客觀(guān)上也難以有一個(gè)統一的模式。典型的FMS一般由加工系統、物流系統和控制與管理系統三個(gè)子系統組成，各子系統的構成框圖及功能特征如圖1所示。三個(gè)子系統的有機結合，構成了一個(gè)制造系統的能量流（通過(guò)制造工藝改變工件的形狀和尺寸）、物料流（主要指工件流和刀具流）和信息流（制造過(guò)程的信息和數據處理）。

　　PROFIBUS是一種國際性的、開(kāi)放式的現場(chǎng)總線(xiàn)，廣泛用于離散型、流程型自動(dòng)化系統以及樓宇、交通、電力等自動(dòng)化領(lǐng)域。根據其特點(diǎn)，可將PROFIBUS分為報文規范PROFIBUS- FMS（ Fieldbus Message Specification） 、分布設備PROFIBUS- DP（ Decentralized Periphery） 、過(guò)程自動(dòng)化PROFIBUS-PA（ Process Automation） 三個(gè)相互兼容的版本。而柔性制造系統就屬于流程型自動(dòng)化系統，本文重點(diǎn)探討基于現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS- DP的柔性制造監視與控制系統的實(shí)現。

2 基于ROFIBUS-DP柔性制造監控系統的通信

　　2.1 基于ROFIBUS-DP柔性制造監控系統的組成

　　PROFIBUS-DP主要應用于現場(chǎng)級，是一種高速（可達12Mbit/s） 和便宜的通信連接，它被設計為設備級自動(dòng)控制系統與分散的外圍設備之間的通信，可以承擔現場(chǎng)控制與監控的通信任務(wù)，具有較高的性?xún)r(jià)比，是當今實(shí)現自動(dòng)控制系統理想的總線(xiàn)技術(shù)。PROFIBUS-DP的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議采用了OSI 參考模型的第一層物理層，第二層數據鏈路層和用戶(hù)自己定義的用戶(hù)層，其中用戶(hù)層定義了用戶(hù)系統和各種設備可以調用的應用功能以及詳細說(shuō)明了各種PROFIBUS-DP設備的行為。PROFIBUS-DP是一個(gè)主站/從站（Master/ Slave）總線(xiàn)系統，主站決定總線(xiàn)的數據通信，當主站得到總線(xiàn)控制權時(shí)，沒(méi)有外界請求也可以主動(dòng)發(fā)送信息，主站可以是PLC、PC 等;從站為外圍設備（典型的從站包括輸入/輸出裝置、閥門(mén)、驅動(dòng)器和測量發(fā)送器等），從站沒(méi)有總線(xiàn)控制權，僅當接受到信息給予確認或當主站發(fā)出請求時(shí)向它發(fā)送信息。PROFIBUS-DP有多種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構：總線(xiàn)形，星形，環(huán)形等。該系統采用總線(xiàn)形拓撲結構。