PROFIBUS—DP總線在氣動物流生產線中的應用

自動線上工件的形狀是圓柱形。工件顏色分紅色、白色和黑色3種。其中紅色和黑色工件的材質是塑料的，白色工件的材質是鋁合金的。工件毛坯的直徑相同，但是高度不同，分22.5cm、25cm和27.5cm3種。但是，只有高度25cm的工件才是合格毛坯。

工件在自動線上的加工過程是：

(1)送料單元從料倉里分離出工件毛坯，用真空吸盤吸住，通過擺動氣缸將工件毛坯放到下一站(檢測單元)的檢測平臺。

(2)檢測單元接收到送料單元送來的毛坯后，通過電感式和光電式傳感器判斷工件毛坯的材質和顏色，然后啟動升降氣缸將檢測平臺提起。在檢測單元上部有一個位移傳感器用來檢測工件的高度，高度合格的毛坯通過一個滑道被送到加工單元，而不合格的毛坯被剔除，并送到檢測單元的毛坯廢品倉。

(3)加工單元由4工位回轉工作臺(包括：上料、加工、檢測和下料工位)、鉆孔、夾緊和檢測裝置構成。回轉工作臺由電機驅動，通過電感式接近開關，來確定工作臺的回轉位置。夾緊氣缸在鉆孔過程中央夾緊工件，防止松動。加工后的工件在檢測工位進行鉆孔尺寸的檢查，這是確保工件加工質量的必要措施。

(4)提取單元根據工件加工的合格與否，將加工后的工件分別送至分揀單元的傳送帶上或加工廢品倉。

(5)分揀單元對檢測合格的工件按其特征屬性進行分類并送到不同滑道中。每個滑道的倉門由小氣缸驅動，根據工件在檢測單元檢測的結果，不同的倉門開閉實現工件成品的自動分類碼放。

4 物流生產線控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)及軟件編程

調試與檢驗PROFIBUS—DP總線系統(tǒng)前必須組建總線網絡，并進行網絡組態(tài)。通常的網絡組態(tài)方法有兩種：一種是基于組態(tài)軟件(如：wINcC)+主站卡(如：CP5613)構成的PROFIBUS-DP二類主站的網絡結構，另一種是由具有PROFIBUSDP接口的硬件PLC構成的PROFIBUS—DP一類主站結構，本文調試所采用的就是前一種方式，其網絡結構如圖1所示。

計算機運行SIMATIC．NET V6．2軟件包進行PROFIBUS—DP總線網絡的硬件組態(tài)，組態(tài)過程包括：(1)通過Configur—Station加載CP5613通信卡建立網絡的主站；(2)通過HW—Configuration組態(tài)整個PROFIBUS—DP總線網絡，組態(tài)好的界面如圖3所示，組態(tài)信息下載到主站中即可。從而構成了基于PROFIBUS—DP現場總線的分布式控制系統(tǒng)。各個控制單元的PLC通過STEP7軟件在計算機中進行相應參數設置，如通信端口的設置、MPI地址設定、選擇數據傳輸速率等，然后對S7-300進行硬件組態(tài)，即對S7—300的機架、電源、CPU、信號模塊等按其實際配置類型和物理地址進行組態(tài)，其中在CPU的組態(tài)中設置總線地址，并將組態(tài)信息通過編程通信電纜下載到PLC并進行確認。依次完成各PLC的組態(tài)后，便構成了PROFIBUS—DP總線網絡。

圖3物流生產線控制系統(tǒng)的網絡組態(tài)界面

控制系統(tǒng)的PLC程序是采用S7系列PLC的軟件包STEP?V5．2設計開發(fā)而成。程序設計采用結構化編程，應用組織塊(OB)、功能塊(FB)、功能(FC)及數據塊(DB)組成對MPS系統(tǒng)的控制系統(tǒng)程序。STEP7 V5．2界面友好，編程方便，在線調試便捷，具有梯形圖(LAD)、語句表(STL)和功能圖(FBD)三種編程形式并可隨意切換和組合使用。STEP7中有許多固定的系統(tǒng)功能(SFC)，其中SFCl4和SFCl5分別用于通過PRORBUS—DP總線讀／寫I／O設備參數。

5 結束語

本文敘述的基于PROFIBUS—DP現場總線的分布式控制系統(tǒng)經過調試，實現了監(jiān)控計算機與各個單元PLC之間的正常通信，通過編寫PLC的測試程序，實現了氣動物流生產線的自動控制，檢查了整體方案的可行性；驗證了整個系統(tǒng)信息傳遞及控制的可靠性、準確性和實時性。該氣動物流生產線系統(tǒng)模擬實際工業(yè)生產中大量復雜控制過程，采用模塊化概念設計構造，靈活性強，適合于機電一體化人才的綜合能力培養(yǎng)。