PROFIBUS現(xiàn)場總線在沖壓自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、PROFIBUS現(xiàn)場總線在沖壓自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    一.項目簡介1神龍汽車有限公司是中法合資興建的大型轎車生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)。目前，已形成了年產(chǎn)15萬輛整車和20萬臺發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)能力，主要生產(chǎn)1.36i1.6i經(jīng)濟(jì)型轎車。2神龍汽車有限公司沖壓車間L3線是一條經(jīng)由手工沖壓生產(chǎn)線過改造后的我國第一條機(jī)器人沖壓自動化生產(chǎn)線（見圖一）。其全線的控制系統(tǒng)采用了西門子的PROIBUS現(xiàn)場總線來控制，該條生產(chǎn)線是PROFIBUS總線在工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用的較為典型的例子。通過對其控制系統(tǒng)的分析一.項目簡介     &

2、#160;1神龍汽車有限公司是中法合資興建的大型轎車生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)。目前，已形成了年產(chǎn)15萬輛整車和20萬臺發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)能力，主要生產(chǎn)1.36i1.6i經(jīng)濟(jì)型轎車。      2神龍汽車有限公司沖壓車間L3線是一條經(jīng)由手工沖壓生產(chǎn)線過改造后的我國第一條機(jī)器人沖壓自動化生產(chǎn)線（見圖一）。其全線的控制系統(tǒng)采用了西門子的PROIBUS現(xiàn)場總線來控制，該條生產(chǎn)線是PROFIBUS總線在工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用的較為典型的例子。通過對其控制系統(tǒng)的分析，我們可以了解到PROFIBUS總線技術(shù)在不同控制系統(tǒng)之間是如何進(jìn)行信息交換和控制的. 

3、60;二.系統(tǒng)介紹      1. 生產(chǎn)線的組成及功能      整條生產(chǎn)線主要由八臺機(jī)器人和五臺壓機(jī)組成，分為6個單元（生產(chǎn)線布局為下圖二所示）。       拆垛單元：包括兩個拆垛小車、拆垛機(jī)器人R31U、板料對中臺、雙動壓機(jī)上料機(jī)器人R31L，它負(fù)責(zé)板料的拆垛、雙料識別、板料的對中及對雙動壓機(jī)（30#壓機(jī)）的上料。      翻轉(zhuǎn)單

4、元：包括301400噸雙動壓力機(jī)、30壓機(jī)下料機(jī)器人R32U、31壓機(jī)上料機(jī)器人R32L。R32U機(jī)器人在接到信號后將拉延成型完的零件取出翻轉(zhuǎn)并傳送給R32L機(jī)器人，R32L機(jī)器人將零件吸起送入31壓機(jī)。      傳送單元 3、4、5：包括三臺600噸單動壓力機(jī)和三臺機(jī)器人。機(jī)器人在接到信號后將壓好的零件從前壓機(jī)取出送入后壓機(jī)。      出料單元：包括34600噸單動壓力機(jī)，一臺下料機(jī)器人R34U、零件出線皮帶機(jī)。機(jī)器人為34#壓機(jī)下料并傳送零件到線末皮帶機(jī)。&

5、#160;   三.生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的組成      1.沖壓車間L3線整個控制系統(tǒng)主要由以下四個部分組成。       1）壓力機(jī)控制部分，由施耐德公司的TSX 47-420 系列PLC來控制。       2）機(jī)器人控制部分，由ABB公司的S4C系統(tǒng)來控制。       3）生

6、產(chǎn)線控制部分，由SIEMENS公司的S7 - 412 - 2DP PLC來控制。        4）上位機(jī)控制部分，使用Cube SCADA軟件通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)來管理。       2.生產(chǎn)線PLC網(wǎng)絡(luò)功能分析（見圖三）       由上圖所見，這個系統(tǒng)是基于一個Siemens S7 

7、;PLC S7-412-2DP及其PROFIBUS現(xiàn)場總線組成.,以下我們介紹二個主要部分。       1）PROFIBUS - DP 網(wǎng)絡(luò)       主要由壓機(jī)和機(jī)器人及各單元操作面板組成，網(wǎng)絡(luò)的通信由四部分組成：第一部分為機(jī)器人的控制部分，采用西門子S7的PLC來控制，它與機(jī)器人之間使用的是通過ABB機(jī)器人S4C控制器中的PROFIBUS網(wǎng)卡來通信，使用的是PROFIBUSDP協(xié)議；第二部分為壓機(jī)和機(jī)器人之間

8、的通信，采用的是一種間接的通信方式，它是通過壓機(jī)的PLC（TSX 47 - 420）的IO與S7的PLC的遠(yuǎn)程IO（ET 200）進(jìn)行點到點的通信，再通過S7處理器與機(jī)器人的S4C控制器的PROFIBUS網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)了壓機(jī)與機(jī)器人之間的通信。由于壓機(jī)的PLC無PROFIBUS協(xié)議，該系統(tǒng)充分利用了S7的遠(yuǎn)程IO功能。第三部分為生產(chǎn)線6個單元使用的OP27人機(jī)對話及監(jiān)控裝置（見圖四），該裝置主要管理和監(jiān)控本單元的壓機(jī)和機(jī)器人，使用的是PROFIBUS協(xié)議。OP27與機(jī)器人、OP27與壓機(jī)之間的通信是通過PROFIBUS協(xié)議來傳送。具體地說：S

9、7的PLC通過機(jī)器人的S4C控制器中PROIBUS卡讀取機(jī)器人的狀態(tài)，再通過PROFIBUS由S7傳送給OP27。同時，OP27的控制命令也是通過此路徑逆向傳送給機(jī)器人；壓機(jī)的狀態(tài)是通過壓機(jī)的PLC的IO與S7的遠(yuǎn)程IO進(jìn)行點到點的傳送，再通過PROFIBUS 由S7傳送給OP27。同時，OP27的控制命令也是通過此路徑逆向傳送給壓機(jī)。        2）PROFIBUS - FMS&FDL       這個

10、主要由 S5 95F 安全PLC和SCADA工作站兩部分組成，必須注意在S7 PLC PROFIBUS FMS/FDL 設(shè)置必須與S5 （安全PLC）的FDL S5 CP541 PROFIBUS 設(shè)置和SCADA Cube工作站FDL CP5412A2 參數(shù)設(shè)置相匹配。       1）由S5 95F PLC先讀取生產(chǎn)線安全裝置各傳感器和執(zhí)行器的狀態(tài)，再由S

11、7與S5之間采用PROFIBUSFDL接口對接的通信方式，通過S7讀取S5的信息來控制整條生產(chǎn)線的運(yùn)行并將信息狀態(tài)通過PROFIBUSDP傳送給OP27。       2）本系統(tǒng)還使用了ORSI 自動化公司的SCADA生產(chǎn)線工作站，它主要監(jiān)視、控制、管理整個生產(chǎn)線，并具有故障診斷及顯示報警。文件管理、生產(chǎn)線報表等功能。由圖三可知：與SCADA連接有兩種通信協(xié)議，SCADA與S7之間使用的是PROIBUSFMS協(xié)議；SCADA與機(jī)器人控制器S4C之間使用的是TCP/IP協(xié)議。SCADA通過PROFIBUSFMS與S7

12、 PLC 交換信息來監(jiān)視、控制、管理整個生產(chǎn)線；SCADA通過Ethernet來傳送和備份ABB機(jī)器人程序文件。該系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，可以通過因特網(wǎng)將遠(yuǎn)程計算機(jī)機(jī)與SCADA工作站相連。  四. 結(jié)束語       工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對生產(chǎn)過程的自動控制、信息整合提出了更高的要求，現(xiàn)場總線技術(shù)以其標(biāo)準(zhǔn)化、開放性使參與其中的企業(yè)受益。通過這次使用PROFIBUS現(xiàn)場總線在神龍汽車公司沖壓L3線的自動控制系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，SIEMENS 公司PROFIBUS現(xiàn)場

13、總線會在神龍汽車公司的技術(shù)改造中得到越來越廣泛的應(yīng)用。