总线技术现代化工厂的运用范文

《装备制造技术杂志》2014年第九期

1PROFIBUS-DP总线技术

1.1PROFIBUS-DP总线特点（1）减少硬件成本，取代传统的PLC与I/O设备间电缆。（2）快速，1000字节的输入数据和1000字节的输出数据传输时间﹤10ms（3）安装简单，维护方便，使用PROFIBUS诊断仪可迅速查找问题，排除故障。

1.2PROFIBUS-DP数据传输PROFIBUS-DP可实现主站-主站、主站-从站间数据传输，传输过程分为三个阶段：参数化阶段、配置比较阶段、用户数据传输阶段。（1）PROFIBUS-DP按照主从方式完成数据通讯如图4。（2）主站应知道所有从站的I/O配置信息，正常数据交换之前,主站要核对每个从站的配置。（3）主站与从站之间以固定长度的格式交换数据。（4）通常的总线循环周期在10ms左右。

1.3PROFIBUS-DP青岛发动机工厂应用（1）传统的集中型I/O控制方案如图5所示。（2）青岛发动机工厂采用以PROFIBUS-DP为代表的分散式I/O控制方案如图6所示。传统的集中I/O控制线路复杂，成本昂贵且不利于维修，将会逐步被分散式I/O控制方案所替代。

1.4Rx3i型PLC青岛发动机工厂采用先进的Rx3i型PLC，其系统构成如图7所示。PROFIBUS现场总线通讯模块：1）PROFIBUS通讯模块占用一个槽位，内置9针D型总线接口；2）支持PROFIBUSDP/DP-V1通讯协议；3）支持连接125个从站，每个从站可发送/接收244个字节；4）支持最多与CPU交换3584个字节的输入数据和3584个字节的输出数据；5）支持9.6k~12M波特率。

1.5PROFIBUSMasterModule（1）PROFIBUSMaster模块IC695PBM300允许RX3iCPU通过PROFIBUS-DP网络接收和发送数据。支持所有标准的数据速率；支持最大为3,584bytes输入数据和输出数据；支持最多125PROFIBUS-DP子站；每个子站最多244bytes输入和输出数据；SupportsSyncandFreezemodes；支持DP-V1读，写和报警；具有PROFIBUS网络状态指示。（2）PROFIBUS站点号（地址）设置方法（3）硬件设置：通过拨码开关设置。

1.6中继器（1）中继器(REPEATOR)的作用是将传输信号放大、整形，中继器的引入不可避免会引起位传输的延迟；（2）当网络上设备太多、网络总线太长，引起传输信号衰减严重时，就应该考虑使用中继器；（3）中继器两边的网段必须使用相同的波特率，青岛发动机工厂使用中继器如图9所示。

2PROFIBUS-DP总线常见故障诊断

青岛发动机工厂采用的PROFIBUS-DP现场总线，虽然总体布线简单，维修方便，但是由于缺乏维修经验及总线诊断设备，出现故障后往往需要花费大量时间来处理，下面来讨论几种常见故障分析。

2.1通讯干扰PROFIBUS-DP总线有三种运行状态：绿色—正常；黄色—干扰；红色—中断总线状态显示黄色时解决此问题比较困难，为总线干扰，有以下几种原因会导致此问题：（1）在连接9针连接器时屏蔽层没有处理好；（2）PROFIBUS总线附近存在电磁干扰；（3）PROFIBUS总线破损等，当出现此问题时，机床操作面板会显示黄色并（有中继器的设备会发现中继器的SF灯闪红色），如图10。

2.2通讯中断通讯中断即PROFIBUS数据中断，因各通讯站点通过总线方式连接，例如当图10中19站通讯中断（显示红色）后，并不是所有站点都中断，而是19站到54站全部显示红色，1站到18站能正常接收到令牌，根据图4中主站与从站间通讯协议，当19站通讯中断，问题可能出现在18站与19站间，也有可能是19站到20站，而不仅仅是19站出现问题才会导致通讯中断。

3结束语

目前现场总线技术已经取得突飞猛进的发展，现场总线技术是现代化工厂的一个重要标志，它的先进程度决定了一个工厂的现代化水平，在PROFIBUS现场总线应用中，虽然许多因素影响其稳定性，但是随着技术的发展，现场总线技术将被广泛应用到各种领域。

作者：王伟曾宪献刘海燕单位：上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司