摘要：結(jié)合叉車結(jié)構(gòu)件涂裝生產(chǎn)線的建設(shè)，首先討論了涂裝生產(chǎn)線的工藝特點和自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。開發(fā)了基于現(xiàn)場總線的涂裝線自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由上位機、PLC控制系統(tǒng)和現(xiàn)場智能監(jiān)控儀表等組成，實現(xiàn)涂裝線分布控制，集中管理。論述了PROFIBUS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的整體構(gòu)架。 關(guān)鍵詞：PROFIBUS—DP；涂裝線；PLC；識別系統(tǒng)； 　　隨著計算機、控制、通信和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的進步．現(xiàn)場總線在20世紀80年代中期逐漸發(fā)展起來?，F(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場測量與控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多節(jié)點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS是過程現(xiàn)場總線（Process FieldBus）的縮寫。它已成為應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟的國際標準現(xiàn)場總線之一，廣泛應(yīng)用于加工制造、過程和樓宇自動化等領(lǐng)域。本文介紹PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線在涂裝生產(chǎn)線ca動控制系統(tǒng)的應(yīng)用。 1 工藝介紹 　　該涂裝生產(chǎn)線主要是對叉車結(jié)構(gòu)件進行涂裝。所謂涂裝即指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層和裝飾層。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，涂裝已由手工向工業(yè)自動化方向發(fā)展，而且自動化的程度越來越高，涂裝生產(chǎn)線的應(yīng)用也越來越廣泛，并深入到國民經(jīng)濟的多個領(lǐng)域。 　　涂裝工藝路線分為兩部分，即拋丸清理區(qū)的強制節(jié)拍和涂裝烘干區(qū)的調(diào)整節(jié)拍。根據(jù)工件類型決定是否打膩子。兩部分工藝路線在拋丸清理區(qū)前后銜接。對應(yīng)兩部分工藝路線輸送系統(tǒng)由一條慢鏈和一條快鏈組成，采用積放式懸掛輸送機實現(xiàn)兩部分工藝路線之間的相互配合以完成生產(chǎn)過程。且針對不同工件有兩種工藝線路。 2 PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線 　　目前，國內(nèi)涂裝生產(chǎn)線行業(yè)大都采用傳統(tǒng)PLC 控制模式。這種方式已經(jīng)無法滿足該行業(yè)對其產(chǎn)品工藝要求高的特點． 而采用現(xiàn)場總線方式則既能發(fā)揮其節(jié)省現(xiàn)場布線的優(yōu)勢，同時也便于施工，容易維護．系統(tǒng)構(gòu)架更清楚明了．而且更重要的是，通過一根屏蔽的雙絞線，就能實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的開關(guān)操作，完成信號反饋．由于通過各環(huán)節(jié)控制器上的PROFIBUS-DP接口，直接訪問和修改各控制器的內(nèi)部參數(shù)，便可以協(xié)調(diào)整個涂裝生產(chǎn)線。 3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置 　　本涂裝生產(chǎn)線有近五百米長，現(xiàn)場控制設(shè)備、現(xiàn)場傳感器分布較遠和分散，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，最終設(shè)計成具有PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線功能的控制系統(tǒng)。PROFIBUS采用的是線性結(jié)構(gòu)，用一根總干線從控制器連接到受控對象，總線電纜從主干電纜分支到現(xiàn)場設(shè)備處，控制器掃描所有I／O站上的輸入，必要時還可發(fā)送信息到輸出通道，實現(xiàn)多主式和對等式通信。 　　其拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖1所示： 　　3．1 PROFIBU-DP。PROFIBS-DP是一種經(jīng)過優(yōu)化的高速便宜的通信連接，專為自動化控制系統(tǒng)與分散的I／O設(shè)備級之間通信使用而設(shè)計的。它提供了一種具有高速數(shù)據(jù)通過能力、良好的診斷能力和無差錯傳輸?shù)募夹g(shù)。遠距離高速通信時波特率從9-6Kbit/s到l2Mbit/s，并可用中繼器加長。該技術(shù)各主站問用令牌傳遞，主站與從站間為主一從傳送，每段可達32個站，用連接器連接段，最多可達126個站。該技術(shù)采用RS485的傳輸技術(shù)，用雙絞線鋪設(shè)。經(jīng)過擴展的PROFIBUS-DP的診斷功能能對故障進行快速定位，診斷信息在總線上傳輸并由主站采集，并且采用開放式通信網(wǎng)絡(luò)，允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)。 　　 　　3.2 輸送系統(tǒng)控制。輸送系統(tǒng)鏈采用WWJ4寬推桿積放式懸掛輸送機，在各個工位設(shè)置停止器來控制懸掛小車的行走，而停止器則是通過氣動電磁閥由主控制柜上的PLC進行控制，PLC根據(jù)由各工位的占位及滿位信號都是通過接近開關(guān)送給PLC的。在全長500米的工藝路線中，一共有36套占位開關(guān)和14套滿位開關(guān)。 　　3.3 SIMATIC s7-3O0主站。作為DP主站，CPU位于控制中心。本系統(tǒng)選用CPU3l5．2DP模塊化PLC。它集成了PR0FlBUS-DP現(xiàn)場總線接口裝置，具有很強大的處理能力。（具有0．3ms處理1024語句的速度），PLC程序在PC機STEP7中編制完成后下載到CPU315并存儲，CPU可自動運行該程序，根據(jù)程序內(nèi)容讀取總線上的所有I／O模塊的狀態(tài)字，控制承載小車的運行以及相應(yīng)的設(shè)備。 　　3．4 SIMATIC s7-2O0從站。當(dāng)s7—300或s7-400作PROFIBUS-DP網(wǎng)的主站時，可分別帶從站32個，如加中繼器，最多可達127個。根據(jù)現(xiàn)場的情況，整個控制系統(tǒng)分為30個從站，其中噴漆室、烘爐、空調(diào)、強冷室、打磨室以及廢水處理共設(shè)三個從站，各從站均采用SIEMENS公司的s7—2o0系列PLC，通過EM 77模塊和PROFIBUS總線相連。在S7-300種可以對各分站中PLC的輸入輸出進行讀寫操作。 　　輸送機部分根據(jù)各停止器、操作位和小車識別系統(tǒng)得位置分為27個從站，其中輸送機控制用21個從站， 每個從站采用SIEMENS公司的ET2OOeco型分布式VO模塊；小車識別系統(tǒng)用6個從站，各分站均采用P+F公司的識別系統(tǒng)。 　　3.5 分布式I/0 ET200M控制系統(tǒng)。ET200M是一種模塊化的分布式I/0站，通過IM一153接口與PROFiBUS-DP 現(xiàn)場總線連接。對于SIEMENS STEP7開發(fā)平臺，在ET200M上的分散I／0節(jié)點的地址排布與傳統(tǒng)集中式的地址排布是一致的，所以在編程時就和編制集中式控制程序一樣，而且分散I／0的模塊地址可以根據(jù)用戶需要而改變．以適應(yīng)實際現(xiàn)場調(diào)試時的需要。 　　3．6 P+F識別系統(tǒng)。由于生產(chǎn)線上針對不同工件有兩種路線，所以在本系統(tǒng)中我們加入了自動識別模塊，承載小車可以根據(jù)所掛工件的類型自動選擇工藝路線。在每個小車上都裝有一個高溫載碼體，在整條生產(chǎn)線中一共設(shè)了六個讀碼器（即上下件區(qū)和各個道岔）。通過PLC將載碼體中的數(shù)據(jù)讀出來存在PLC的寄存器中，從而實現(xiàn)對小車的自動控制。 　　3．7 人機界面 　　3.7. 1 工藝流程畫面：顯示當(dāng)前運行狀態(tài)信息，各停止器及占位開關(guān)的狀態(tài)，各個烘干室的溫度等。 　　3．7．2設(shè)備控制畫面：可以在人機對設(shè)備進行操作。 　　3．7．3識別系統(tǒng)：在人機系統(tǒng)我們可以看到各個承載小車所掛的工件類型。 　　3．7．4實時報警處理：對系統(tǒng)實時采集的數(shù)據(jù)進行判斷，發(fā)出報警信號，并按技術(shù)要求進行處理、自動進行相應(yīng)設(shè)備控制。 4 小結(jié) 　　PROFIBUS現(xiàn)場總線以其在工業(yè)自動化底層建立數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，將控制邏輯分散到整個系統(tǒng)的全新理念，不斷沖擊著傳統(tǒng)的工業(yè)控制模式。它大大提高了，工業(yè)自動化水平，最大限度地提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了工廠管理與控制一體化。它以其自身的特點和優(yōu)勢必將成為自動控制領(lǐng)域的主流方向。 參考文獻 [1]陽憲惠．現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用【M】．北京：清華大學(xué)出版社，1999． [2]Simatic．Ladder logic for s7-3o0 and s7-400pro gramming．