Profibus現場總線技術在汽車制造業中方案

　　（1）信息層

　　總裝車間內部和同廠區其他部門進行數據交換采用標準TCP/IP以太網結構，工業控制部分采用西門子現場總線結構。這種設計可以將生產信息管理網絡和工業控制網絡區分開來，實現信息分流，便于根據信息管理和工業控制對網絡速度及傳輸可靠度等性能的不同要求進行網絡設置，既能滿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時性和準確性。監控工作站、管理工作站、現場信息LED服務器、數據庫及應用軟件的用戶之間通過TCP/IP通信協議實現信息的傳輸與共享。數據庫中的數據只有通過服務器才能夠與用戶、現場設備之間進行信息的交流（監控計算機除外）。用戶既可以通過Windows內建的IE瀏覽器實現生產現場信息的獲取與交互，也可以直接與數據服務器進行信息的交流，再通過監控計算機實現對現場設備的控制。用戶不直接參與控制現場設備與數據庫，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。

　　（2）控制層

　　現場控制站采用以西門子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Profibus-FMS網絡協議相連，實現控制信號的高速傳輸。PLC自動監測重要設備的運行狀態，并對設備進行自動控制，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（現場總線報文規范）和LLI（低層接口）。FMS包含應用協議和提供的通信服務。LLI建立各種類型的通信關系，并給FMS提供不依賴于設備的對第2層的訪問。FMS處理單元級（PLC和PC）的數據通信。功能強大的FMS服務可在廣泛的應用領域內使用，并為解決復雜通信任務提供了很大的靈活性。

　　（3）設備層

　　我們采用Profibus_DP網絡連接分布于車間的傳感器和執行機構，將變頻器、現場分布式I/O、具有總線接口的工藝設備等直接采用總線電纜連接，實現了數字和模擬輸入/輸出信號、智能信號裝置和過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信號通道分散到實際需要的現場設備附近，使安裝和布線的費用開銷減少到最小，從而使成本費用大大地節省，實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層和用戶接口層。第3到7層未使用，這種精簡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層的訪問。在用戶接口中規定了PROFIBUS-DP設備的應用功能，以及各種類型的系統和設備的行為特性。這種為高速傳輸用戶數據而優化的PROFIBUS協議特別適用于可編程序控制器與現場級分散的I/O設備之間的通信。

　　四、系統特點

　　1．網絡結構：采用統一的Profibus現場總線技術，整個車間網絡脈絡清晰，簡潔明了。

　　2．功能模塊：基于現場總線和應用需求的功能全面模塊化設計。

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

　　4．條碼跟蹤：降低錯誤率、提升效率的關鍵技術。

　　5．特色控制：完全切合用戶實際生產狀況，解決系統生產瓶頸。通過系統診斷技術、驅動站同步控制、智能合流道岔控制等手段，解決了生產過程中的難題，保證生產正常運行

　　6．監控功能：豐富易用實時性強的人機界面

　　五、結束語

　　本系統在去年8月一次投運成功，至今運行穩定，通過了用戶驗收，得到了好評。該系統通過Profibus現場總線技術將現場設備的控制與生產管理緊密結合，實現了控制、管理和監視的機電一體化，提高了生產線綜合自動化水平，可以廣泛地應用于汽車、摩托車行業的成車總裝和發動機總裝等生產環節。