PROFIBUS-DP總線及在煙草設(shè)備上的應(yīng)用

五、GSD文件

　　每一個(gè)PROFIBUS-DP主站、從站可能是不同廠商的產(chǎn)品，在組建系統(tǒng)時(shí)需要有設(shè)備描述數(shù)據(jù)庫(kù)文件，這就是GSD文件。GSD文件是用特定格式描述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備技術(shù)參數(shù)的ASCⅡ文件，它是專門軟件環(huán)境下編輯生成的。詳情可參見(jiàn)參考文件[2]。使用根據(jù)GSD文件所做的組態(tài)工具可以將不同廠商的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中。這些是PROFIBUS-DP智能芯片工作的環(huán)境，一旦含有PROFIBUS-DP智能芯片的DP從站生成GSD文件后，相當(dāng)于該從站持有一個(gè)通用的“身份證”，則這個(gè)從站可在任一DP主站下組建系統(tǒng)。

六、PROFIBUS-DP總線在煙草設(shè)備上的應(yīng)用

　　1.PROFIBUS-DP芯片SPC3在YJ17/YJ27卷接機(jī)組（7000支/分鐘）上的應(yīng)用

　　SPC3（SIEMENS PROFIBUS CONTROLLER）集成了完整的DP協(xié)議，包含方式寄存器、狀態(tài)寄存器、中斷寄存器、各種緩沖器指針和緩沖區(qū)等。它有8根數(shù)據(jù)線及11根地址線，其中低8位地址線與數(shù)據(jù)線復(fù)用，可外接80C32、80C116、80C165、HC11、HC16、HC196等單片機(jī)。

　　YJ17/YJ27卷接機(jī)組是中煙機(jī)械集團(tuán)公司于上世紀(jì)90年代中期從德國(guó)HUANI公司引進(jìn)的技術(shù)，相當(dāng)于PROTOS70。其生產(chǎn)原料是煙絲、濾棒、盤紙、水松紙、膠等，產(chǎn)品是卷制好的一支支香煙。在高速運(yùn)行的過(guò)程中，煙絲與濾棒的進(jìn)料、盤紙與水松紙的拼接等等一系列動(dòng)作都影響煙支的質(zhì)量。YJ17/YJ27卷接機(jī)組及PROTOS70其傳統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)主要靠機(jī)械和電氣的各種開(kāi)關(guān)、手柄、按紐、繼電器來(lái)控制，繁瑣而不精確。我們通過(guò)PROFIBUS-DP組建控制系統(tǒng)，操作工根據(jù)機(jī)器狀態(tài)在觸摸屏上很容易地精確設(shè)置，調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)。

　　YJ17/YJ27卷接機(jī)組電控系統(tǒng)原理框圖見(jiàn)圖四。在每個(gè)DP從站上都帶有SPC3芯片及其相關(guān)的硬件電路。主站上可以設(shè)置各種參數(shù)，如：機(jī)器運(yùn)行速度、進(jìn)料情況、煙支數(shù)量、煙支稀釋度上下限、煙支重量上下限等等。從站參照這些設(shè)定值控制機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn);而機(jī)器動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的各種參數(shù)由每個(gè)從站搜集整理并在主站上可一覽無(wú)余。中間數(shù)據(jù)傳輸就是PROFIBUS-DP的功勞了。每個(gè)模塊（主、從站）的功能實(shí)施靠軟件設(shè)計(jì)人員來(lái)完成。

　　2.帶PROFIBUS-DP接口的成型產(chǎn)品在濾棒成型機(jī)、卷煙/濾棒儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)等產(chǎn)品上的應(yīng)用

　　濾棒成型機(jī)生產(chǎn)原料是絲束、盤紙、塑化劑、膠等，產(chǎn)品是卷制好的一支支濾棒，在高速運(yùn)行的過(guò)程中，絲束進(jìn)料、塑化、拉伸以及盤紙的拼接等等一系列動(dòng)作都影響濾棒的質(zhì)量。卷煙/濾棒儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)是將卷制好的卷煙/濾棒從卷接機(jī)組/成型機(jī)輸送到包裝機(jī)/發(fā)射機(jī)，考慮到上下游機(jī)的速度匹配，卷煙/濾棒儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)還應(yīng)具有一定中間緩沖能力，以保證整條生產(chǎn)線連續(xù)可靠的運(yùn)行。

　　隨著FCS（FIELD CONTROL SYSTEM）不斷發(fā)展，采用PROFIBUS-DP總線接口的成型產(chǎn)品愈來(lái)愈多，其應(yīng)用也越來(lái)越廣。由于PROFIBUS-DP總線前面所述的種種優(yōu)點(diǎn)，我們?cè)趯?duì)濾棒成型機(jī)、卷煙/濾棒儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)等產(chǎn)品的電控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用帶PROFIBUS-DP接口的PLC、工控機(jī)、觸摸屏、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、I/O模塊等器件構(gòu)成PROFIBUS總線網(wǎng)絡(luò)，其一般配置如圖五所示。

七、結(jié)論

　　從以上的討論可知，PROFIBUS-DP網(wǎng)只有三層結(jié)構(gòu)，是一種低級(jí)的工業(yè)局域網(wǎng)，而使用了主-從方式的介質(zhì)存取控制方式，使該網(wǎng)的實(shí)時(shí)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它局域網(wǎng)，因而特別適合用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。該總線在上述實(shí)例中應(yīng)用效果良好，從站與主站之間進(jìn)行有效的、可靠的信號(hào)傳輸，但在實(shí)際應(yīng)用中，也存在一定的缺陷，如若向網(wǎng)中增加或刪除站點(diǎn)時(shí)，不能真正實(shí)現(xiàn)“即插即用”，而要重新初始化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)各站重新排序，這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較麻煩。但與以前煙草設(shè)備上應(yīng)用的分散性控制技術(shù)（DCS）相比，PROFIBUS-DP網(wǎng)有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先，在DCS系統(tǒng)中，儀表是非智能化的設(shè)備，它只是簡(jiǎn)單地測(cè)量外部信號(hào)并轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，而FCS系統(tǒng)則將采集到的檢測(cè)和控制信息就地處理并就地使用，因而具有智能化的特點(diǎn);其次，將獲得的故障信息分散在現(xiàn)場(chǎng)裝置中進(jìn)行控制、報(bào)警和趨勢(shì)分析，從而實(shí)現(xiàn)了“危險(xiǎn)分散”，增加了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性;再者，采用開(kāi)方式的結(jié)構(gòu)和同一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)可采用多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及不同廠家的軟硬件和通訊規(guī)程，即兼顧了產(chǎn)品的兼容性,最后，PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)傳輸速度高，抗干擾能力強(qiáng)，是一種性能優(yōu)良的現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)：

　　[1] 陽(yáng)憲惠. 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，1999.9.

　　[2] Device Description Data Files GSD SIEMENS 1999.

　　[3] SPSC3 User Description SIEMENS 1996.

　　[4] 惠敦炎. PROFIBUS-DP之?dāng)U展功能，自動(dòng)化博覽2002年第1期.