PROFIBUS—DP總線在氣動(dòng)物流生產(chǎn)線中的應(yīng)用

自動(dòng)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(zhì)是塑料的，白色工件的材質(zhì)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(dòng)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(dòng)氣缸將工件毛坯放到下一站(檢測(cè)單元)的檢測(cè)平臺(tái)。

(2)檢測(cè)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(zhì)和顏色，然后啟動(dòng)升降氣缸將檢測(cè)平臺(tái)提起。在檢測(cè)單元上部有一個(gè)位移傳感器用來檢測(cè)工件的高度，高度合格的毛坯通過一個(gè)滑道被送到加工單元，而不合格的毛坯被剔除，并送到檢測(cè)單元的毛坯廢品倉。

(3)加工單元由4工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(包括：上料、加工、檢測(cè)和下料工位)、鉆孔、夾緊和檢測(cè)裝置構(gòu)成?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過電感式接近開關(guān)，來確定工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)位置。夾緊氣缸在鉆孔過程中央夾緊工件，防止松動(dòng)。加工后的工件在檢測(cè)工位進(jìn)行鉆孔尺寸的檢查，這是確保工件加工質(zhì)量的必要措施。

(4)提取單元根據(jù)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(duì)檢測(cè)合格的工件按其特征屬性進(jìn)行分類并送到不同滑道中。每個(gè)滑道的倉門由小氣缸驅(qū)動(dòng)，根據(jù)工件在檢測(cè)單元檢測(cè)的結(jié)果，不同的倉門開閉實(shí)現(xiàn)工件成品的自動(dòng)分類碼放。

4 物流生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)及軟件編程

調(diào)試與檢驗(yàn)PROFIBUS—DP總線系統(tǒng)前必須組建總線網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。通常的網(wǎng)絡(luò)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(gòu)成的PROFIBUS-DP二類主站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，另一種是由具有PROFIBUSDP接口的硬件PLC構(gòu)成的PROFIBUS—DP一類主站結(jié)構(gòu)，本文調(diào)試所采用的就是前一種方式，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

計(jì)算機(jī)運(yùn)行SIMATIC．NET V6．2軟件包進(jìn)行PROFIBUS—DP總線網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的主站；(2)通過HW—Configuration組態(tài)整個(gè)PROFIBUS—DP總線網(wǎng)絡(luò)，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(gòu)成了基于PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制系統(tǒng)。各個(gè)控制單元的PLC通過STEP7軟件在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)設(shè)置，如通信端口的設(shè)置、MPI地址設(shè)定、選擇數(shù)據(jù)傳輸速率等，然后對(duì)S7-300進(jìn)行硬件組態(tài)，即對(duì)S7—300的機(jī)架、電源、CPU、信號(hào)模塊等按其實(shí)際配置類型和物理地址進(jìn)行組態(tài)，其中在CPU的組態(tài)中設(shè)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(jìn)行確認(rèn)。依次完成各PLC的組態(tài)后，便構(gòu)成了PROFIBUS—DP總線網(wǎng)絡(luò)。

圖3物流生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)開發(fā)而成。程序設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化編程，應(yīng)用組織塊(OB)、功能塊(FB)、功能(FC)及數(shù)據(jù)塊(DB)組成對(duì)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(diào)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(shè)備參數(shù)。

5 結(jié)束語

本文敘述的基于PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控計(jì)算機(jī)與各個(gè)單元PLC之間的正常通信，通過編寫PLC的測(cè)試程序，實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)物流生產(chǎn)線的自動(dòng)控制，檢查了整體方案的可行性；驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)信息傳遞及控制的可靠性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。該氣動(dòng)物流生產(chǎn)線系統(tǒng)模擬實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中大量復(fù)雜控制過程，采用模塊化概念設(shè)計(jì)構(gòu)造，靈活性強(qiáng)，適合于機(jī)電一體化人才的綜合能力培養(yǎng)。