基于现场总线的柔性制造系统的设计

关键词 ： 现场总线 ；柔 性制造系统
中图分类号 ：Ｔ ３ Ｍ９ ５ 文献标识码 ：Ｂ Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉ ｎ １０ －０ ３ ．０ ２９ 上 ） ４ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ．５ ０ ｓ 文章编号 ：１ ０ － １ ４ ２ １ ） ９上 ） ０ ７ ０ ９ ０ （ ０ ０ （ 一 １ — ３ ０ ３ ２ ３
匐 №
基于现场总线 的柔性制造系统的设计
Ｔ ｈ ｄｅｓ ｇｎ ｏｆｆｅ ｂｌ ａｎｕ ａｃｔ ｉ ｓ ｅｍ ｅ ｉ ｌ ｘｉ ｅ ｍ ｆ ｕｒｎｇ ｓｙ ｔ ｄｅｓｉ ｇｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｅｌ ｉ ｄ ｂｕｓ
何
芳
ＨＥ Ｆ ｎ ａ ｇ
摘
（ 新余学 院 机电工程 学院，新余 ３ ８ ０ ） ３ ０ ０ ． 要 ：在柔性制造系统中控制 系统是极其重要的一部分 ， 控制系统的 自动化、智能化和精密化使得柔 性制造系统有了快速发展 。控制系统功能的实现要通过网络通信 ，只有信息的传 递才 能让现场 设备和主控计算机进行信息的交流 ，从而达到控制的目的。本文针对系统通信 的实时性和高效 性设计 了一种新型柔性制造 系统 ，该系统的通信是借 助现场总线技术实现的 ，在系统中设立主 站和从站 ，实现多级实时管理 ，系统的可靠性得到了很大的提高。
０ 引言
柔 性 制 造 系统 由控 制 系 统 、加 工 系统 和 物 流
１ 现场总线技术
现 场 总 线 控 制 系 统 是 建立 在 现 场 总 线 技 术 上
的一 种 控 制 系统 ，作 为 连 接 通 信 的 一 种 媒 介 ，它 属 于 智 能 化 设 备 ，把 网络 节 点 并 入 到 总 线 ，让 网
实 时 性 ）是 促 进 柔 性 制 造 系统 实 现 信 息 综 合 、信 息 集 成 和 自动 化 的关 键 。现 场 总 线是 一 种 通 信 技 术 ，它不 仅 能 够 在 工 业 环 境 中 工作 ，另 外 它 还 具 有 低 成 本高 性 能 等 优 势 ，作 为 柔 性 制 造 系 统 中的 通 信 技 术 ，它 可 以 实 现现 场 设 备 与主 控 计 算 机 间
的通 信 。 柔 性 制造 系 统 采 用现 场 总 线 作 为 该 系统 的 通
布 如 图 ｌ 示，它选取 了通信过程 中的物理层、 所
数 据 链 路 层和 应 用 层 。过 程 现 场 总线 在 交 通 、电
力 和 楼 宇 等领 域 都 有 广 泛 的 应 用 ， 由于 它 不 需 要
厂 家设 备 的支 持 ，所 以 它在 自动 化 离 散 型 系 统 中
的 应用 比较 多 。过程 现 场 总线 有 三个 不 同的 版本 ， 即 Ｐ Ｏ Ｉ ＵＳＰ 过 程 自 动 化 、Ｐ ０ＦＢ — ＭＳ Ｒ Ｆ Ｂ —Ａ Ｒ Ｉ ＵＳＦ
报文 规范 和 Ｐ ＯＦＢ ． Ｒ Ｉ ＵＳＤＰ分布设 备 。如 图 １ 示 所 为过 程现场 总线协议 规范 层次 结构 图 。
Ｆ Ｓ Ｍ Ｄ Ｐ Ｐ Ａ
信 技 术 ，不 仅 克 服 了传 统 柔性 制造 系统 在 控 制 模
式 上 的 不 足 ，还 可 以将 现场 总 线技 术 的优 势 发 挥
ｌ
Ｆ 设 备行规 ＭＳ ｌ 层 户 应用 层接 口
』
ＤＰ 备行规 设 扩 展功能
』
Ｐ Ａ设 备行规
出来 ，现 场 总 线 技 术 的 运用 极 大 程 度 的提 高 了柔 性 制 造 系统 各 方面 的性 能 。工 业控 制 系统 具 有 网 络 化 、 分散 化 和 智 能 化 等 特 点 ，传 统 的通 讯 技 术
无 法 适 应 这种 工 业 环境 ，现 场 总 线技 术 的运 用 使 得 企 业 系统 走 向 了 自动 化 。不 仅 如 此 ，就 连 Ｐ Ｃ Ｌ 和 ＤＣ Ｓ在 功 能 和机 构上 也 做 出 了相 应 的改 变 ，而
国 际标 准 协 议 设 计 的 ，该 协 议 结 构 的 具 体 层次 分
线连 接 ，因 此 ，不 管 是 系统 运 算 还 是 系统 逻辑 处 理 ， 这 些 都 是 由 中央 计 算 机 控 制 的 。 由 此 可 见 ，
现 场 设 备 和 中央 计 算机 间 的通 信 问题 （ 靠 性 、 可
收稿日期：２ １－ ７ ｌ ０ ２ ０ －Ｉ 作者简介 ：何芳 （９ ８ １７ 一），女 ，讲 师 ，硕士 ，研 究方 向为机械设计和机械制造。 第３ 卷 ４ 第９ 期 ２ １—９上 ） ［３ ］ ０ ２ （ １ ７
中型 ，现 场 设 备 和 主控 计 算 机 的通 信 必 须 通 过 有
络 节 点 作 为 网 络 系 统 的一 部 分 出现 ，在 拓 展 后 控
制 系统 就 会 进 入 自动 化 。过 程 现场 总 线 的 网络 模
型 包 含 了三 个 部 分 ，即 应用 层 、数 据链 路 层 和物 理 层 ，该 技 术 的传输 速 率 在 ９ Ｋｂ ｓ １ Ｍｂ ｓ ． ｐ 至 ２ ｐ 这 ６ 个范 围 内 。过 程 现 场 总线 的 网络 模 型设 计 是根 据
系统 三 个 部 分 组 成 ，随 着 各 个 子 系统 的 发 展 ，柔 性 制 造 系统 也 有 了很 大 的 改变 ，就 目前 而 言 ，该 系统 在 网络 信 息 化 和 系统 控 制 模 式 上还 存 在 某 些 欠 缺 。传 统 柔性 制造 系统 的 控 制 模 式 采 用 的 是 集
基 本功能
用 户接 口
（） 现 场总 线信息 规范 ７
（） ６
县 （） ２ （） １
现 场总 线数据 链路层 Ｒ－５ Ｓ ８／ ４ 光钎
ＩＣ 口 Ｅ接 ＩＣ １ — Ｅ ｌ５ ２ ８
工业 自动 化产 品也 面临 着升级 。
图 １ Ｐ Ｏ Ｉ ＵＳ 议 规 范 层次 结构 Ｒ ຫໍສະໝຸດ BaiduＢ 协