PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線在液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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3 基于PROFIBUS的液壓控制系統(tǒng)
3.1 基于PRolⅢIUS-DP的液壓控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
把現(xiàn)場(chǎng)總線引入液壓控制系統(tǒng)的必要性在于：
（1）液壓系統(tǒng)自動(dòng)化程度以及復(fù)雜性的提高，要求系統(tǒng)內(nèi)部各功能模塊之間以及功能模塊和上位機(jī)之間能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信。
?。?）用戶對(duì)各功能模塊的可控性、可靠性和易維護(hù)性要求越來(lái)越高。
（3）液壓控制元件的數(shù)字化和智能儀表的發(fā)展，要求控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能夠與之相適應(yīng)。
PROFIBUS—DP同時(shí)具備傳感器級(jí)和設(shè)備級(jí)通信能力，既支持離散控制設(shè)備，也支持變送器等過(guò)程儀表，因此可以滿足液壓控制系統(tǒng)的需要。在液壓控制系統(tǒng)中采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）開(kāi)放性、互換性、可集成性不同廠商的支持PROFIBUS-DP的產(chǎn)品都可很容易地集成到控制系統(tǒng)中，它們遵循PROFIBUS的設(shè)備行規(guī)，因此設(shè)備具有很好的開(kāi)放性和互換性。
（2）系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好基于PROFIBUS-DP的液壓控制系統(tǒng)采用總線連接方式代替一對(duì)一的I／O連線，減少了由接線點(diǎn)造成的不可靠因素。物理層一般采用帶屏蔽的雙絞線或光纖電纜?？垢蓴_性強(qiáng)，數(shù)據(jù)鏈路層有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，同時(shí)，系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的在線故障診斷、報(bào)警、記錄功能+也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。
（3）有利于實(shí)現(xiàn)高速、高精度的液壓控制系統(tǒng)。
?。?）降低了系統(tǒng)及工程成本。
3．2 基于PR0ⅡBUS．DP的液壓控制系統(tǒng)實(shí)例
下面以金屬擠壓機(jī)為倒介紹PROFIBUS-DP在液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。金屬擠壓機(jī)是一類主要用來(lái)使黑色及有色金屬在模具型腔中產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需要尺寸、形狀和一定性能的機(jī)械零件的金屬成形機(jī)床，也可用來(lái)進(jìn)行板料的拉伸、彎曲等工藝。廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、制冷設(shè)備、機(jī)床、家電、儀表等工業(yè)生產(chǎn)部門(mén)。傳統(tǒng)的金屬擠壓機(jī)多數(shù)采用手工操作和開(kāi)關(guān)聞控制，存在功能單一，加工精度低。操作人員勞動(dòng)強(qiáng)大等不足之處。利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和PROFIBUS-DP總線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬擠壓機(jī)的控制+可使系統(tǒng)的性能有顯著提高。
采用PROFIBUS-DP的擠壓機(jī)控制系統(tǒng)如圖1所示，可由以下幾部分組成：
（1）系統(tǒng)主站 采用帶PROFIBUS通信卡的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。通信卡可采用西門(mén)子公司的CP5611、CP5613等產(chǎn)品。
（2）系統(tǒng)總線采用PROFIBUS-DP實(shí)現(xiàn)工控機(jī)和所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與儀表的通信，傳輸速率可達(dá)12 m 。傳輸介質(zhì)可采用帶屏蔽的雙絞線，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾比較大時(shí)可采用光纖通信。
?。?）分布式I／O從站和I／O模塊可采用西門(mén)子的ET-200M從站與PROFIBUS-DP相連。再根據(jù)系統(tǒng)需要在從站上掛接S7-300系列的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)模塊。如：開(kāi)關(guān)量輸入模塊，開(kāi)關(guān)量輸出模塊，模擬量輸入模塊，模擬量輸出模塊。
（4）現(xiàn)場(chǎng)儀表包括帶PROFIBUS-DP接口的壓力傳感器、溫度傳感器等，也可采用普通的儀表連接到I／O從站的模擬量輸入模塊上。
?。?）帶PROFIBUS-DP接口的光電編碼器用來(lái)檢測(cè)滑塊、液壓缸與擠壓缸的位置。
?。?）執(zhí)行元件包括帶PROFIBUS-DP接口的電磁開(kāi)關(guān)閥、電液比倒流量閥、電液比例方向閥等，也可采用普通的執(zhí)行元件連接到I／O從站的開(kāi)關(guān)量和模擬量輸出模塊上。
控制系統(tǒng)軟件運(yùn)行在Windows NT操作系統(tǒng)上．分為組態(tài)模塊、控制模塊和診斷模塊3個(gè)軟件模塊 組態(tài)模塊負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件組態(tài)和配置，控制模塊完成擠壓機(jī)實(shí)際的控制功能，診斷模塊能夠判斷總線通信故障、總線設(shè)備故障和操作狀態(tài)異常，實(shí)現(xiàn)故障快速定位并給出報(bào)警信息。
4 結(jié)束語(yǔ)
PROFIBUS-DP傳輸速度快、可靠性高、開(kāi)放性好、抗干擾能力強(qiáng)，在液壓控制系統(tǒng)中采用PROFIBUS-DP總線．簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)椅，提高了系統(tǒng)的控制精度和可靠性，降低了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的難度，便于安裝、調(diào)試和維護(hù)，同時(shí)方便設(shè)備上網(wǎng)，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的要求．具有良好的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)：
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[2] 李偉渡，等現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]液壓與氣動(dòng)，2001（3）．
評(píng)論