基于PROFIBUS-DP協(xié)議現(xiàn)場總線的自動分揀控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大和自動化信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的自動化分揀系統(tǒng)(Automatic Sorting System)在物流行業(yè)、煙草行業(yè)、機場運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用已日漸成熟，但隨著自動化生產(chǎn)設(shè)備向高速、低成本、兼容性強等方向的發(fā)展，這種集計算機、控制網(wǎng)絡(luò)、PL．C和電氣控制系統(tǒng)于一體的傳統(tǒng)自動分揀系統(tǒng)已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)向低成本、快速、高效發(fā)展的要求。自二次大戰(zhàn)后，美國、日本等發(fā)達國家在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用自動分揀系統(tǒng)，并逐漸形成

2、了技術(shù)壟斷，目前我國的自動分揀系統(tǒng)大部分是成套引進國外設(shè)備，缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)的自動分揀系統(tǒng)。開展對物料分揀及其控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)分揀系統(tǒng)的高度機械化、自動化和網(wǎng)絡(luò)化，對我國提高生產(chǎn)效率、節(jié)約人力成本具有積極意義。目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的自動分揀系統(tǒng)大部分采用傳統(tǒng)的控制方法，現(xiàn)場的傳感器采集數(shù)據(jù)后，通過繼電器等電氣控制系統(tǒng)將信號傳輸至上位機，控制系統(tǒng)體積龐大、布線復(fù)雜且數(shù)據(jù)傳輸速率慢，同時元件使用壽命短、性能不穩(wěn)定。國外發(fā)達國家廣泛使用基于D

3、CS控制系統(tǒng)的自動分揀系統(tǒng)運行穩(wěn)定，并且具有精度高、易控制、性價比高等優(yōu)點，但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)逐漸成為全球工業(yè)自動化技術(shù)的熱點之一，并大有取代DCS的趨勢。現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的一種數(shù)字式的、串行的、雙向傳輸?shù)?、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，其中，PROFIBIJS現(xiàn)場總線又以其獨特的技術(shù)特點、嚴格的認證規(guī)范、開放的標準、眾多廠商的支持和

4、不斷發(fā)展的應(yīng)用行規(guī)，成為國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一，是目前應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線標準。
　　 本文將基于PROFIBI了S．DP協(xié)議的現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于自動分揀系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)的24V DC或4—20mA數(shù)據(jù)信號，可實現(xiàn)分揀現(xiàn)場到上位機監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實現(xiàn)自動化分揀系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。本文在比較分析了：PROFIBUS-DP與其他幾種典型現(xiàn)場總線系統(tǒng)的優(yōu)點，在充分了解自動分揀系統(tǒng)的

5、控制動作流程、適用范圍和作業(yè)條件后，選擇了以基于PROFIBUS-DP協(xié)議的現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計了自動分揀系統(tǒng)的總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并選擇德國西門子產(chǎn)品(可編程序控制器PLC、上位機監(jiān)控軟件WINCC等)完成了對自動分揀系統(tǒng)從硬件組態(tài)、邏輯編程、軟件組態(tài)和系統(tǒng)調(diào)試等方面的設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)的分為上位機監(jiān)控和下位機控制兩大部分，上位機搭建了基于WinCC組態(tài)軟件平臺和全局腳本程序，實現(xiàn)了對生產(chǎn)現(xiàn)場的全程監(jiān)控；下位機控制系統(tǒng)以西門子S7—300為

6、核心，現(xiàn)場硬件模塊通過PROFlBUS-DP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通信，現(xiàn)場設(shè)備通過分布式I／O模塊進行控制，大大提高了控制程序的通用性和可讀性，實現(xiàn)了PLC與現(xiàn)場設(shè)備、PLC與PLC，以及上位機的通信。該系統(tǒng)在20l工年2月底完成初步設(shè)計，3月在廣東石油化工學(xué)院運動控制實驗室進行調(diào)試．調(diào)試過程中系統(tǒng)各部分運行狀況良好，能夠?qū)崿F(xiàn)自動分揀系統(tǒng)的設(shè)計要求。目前，基于PROFIBUS-DP協(xié)議的現(xiàn)場總線技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中。基于PROFIB