（测试计量技术及仪器专业论文）现场总线技术在柔性制造中的应用研究.pdf

摘要 摘要 现场总线技术是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机 局域网。它的出现导致自动化领域的一场深刻变革，对不同的领域产生了深远的影 响，尤其是制造业领域。开展p r o f i b u s 应用技术研究对推动我国现场总线技术的 发展和产品研发有着现实意义。 本文分析了目前国内p r o f i b u s 现场总线的研究现状，在研究传统柔性制造系 统通信网络缺点的基础上，提出了将现场总线技术应用于柔性制造系统的方案。通 过研究p r o f i b u s d p 总线技术，利用嵌入式总线桥开发基于p r o f i b u s d p 协议的 智能从站，对从站进行软硬件的开发，使其具有基本的数字输入( d i ) 、数字输出( d o ) 、 数码显示( l e d ) 和按键功能，编写了设备数据库文件( g s d ) ，最终实现与 p r o f i b u s d p 主站进行基本的数据通信；搭建了包括p r o f i b u s d p 一类主站 ( s i e m e n c 5 7 3 0 0 ) 、二类主站( p c ) 和开发智能从站在内的测试平台，完成对开发从站 的测试。通过对柔性制造模型中各个单元的控制与管理，验证系统的性能，为实际 应用提供理论与现实依据。 通过研究得出，将现场总线技术应用于柔性制造系统，能充分发挥现场总线的 各种优点，并能很好地克服传统柔性制造系统的缺陷，对柔性制造技术的改善和提 高有着积极的作用。同时，现场总线作为一门较新的控制技术，正在被越来越广泛 地应用于各个领域。p r o f i b u s 是国际上有影响的现场总线之一，p r o f i b u s d p 智 能从站的软硬件开发对我国p r o f i b u s 技术的研究和发展起到积极的推动作用。 关键词柔性制造系统；现场总线；p r o f i b u s d p ；嵌入式总线桥；智能从站 河北科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t n o w a d a y sf i e l d b u si so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ti n f o r m a t i o nt e c h n o l o g i e s ( i t ) a n di s r e g a r d e da st h ec o m p u t e rl a ni nt h ef i e l do fa u t o m a t i o n t h ea p p e a r a n c eo ff i e l d b u s c a u s e da p r o f o u n dr e v o l u t i o ni nt h ef i e l do fa u t o m a t i o na n di n f l u e n c e dt h ef u t u r eo fm a n y c o r r e s p o n - d i n gf i e l d s ，e s p e c i a l l yi nt h ef i e l do fm a n u f a c t u r i n g f o rt h i sr e a s o n ，t oc a r r yo u t t h es t u d yo ff i e l d b u sh a si m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o ri m p e l l i n gt h ed e v e l o p m e n to f t h ef i e l d b u sa n di n v e s t i g a t i n gc o r r e s p o n d i n gp r o d u c t s i nt h ep a p e r , t h ep r e s e n ts t a t eo fd o m e s t i cp r o f i b u sr e s e a r c hw a sf i r s t l ya n a l y z e d a n d p u tf o r w a r dt h eb l u ep r i n tt h a ta p p l i e dt h ef i e l d b u si n t ot h ef m s ，w h i c hb a s e do nt h e r e s e a r c ho ft h ed e f e c t sl i ei nt h et r a d i t i o n a lf m s t h r o u g hs t u d y i n gt h et e c h n o l o g yo f p r o f i b u s ，m a k i n gu s eo ft h eb u sb r i d g et h a tp r o d u c e db ys i e m e n si ng e r m a n y , t o d e v e l o pt h ei n t e l l i g e n c ep r o f i b u s d ps l a v es t a t i o na n dd e s i g nt h eh a r d w a r ea n dt h e s o f t w a r eo ft h es a l v es t a t i o n ，a l s oe d i t e dt h eg s d f i l e s f i n a l l yt h ed e v e l o p e ds l a v es t a t i o n h a st h eb a s i cf u n c t i o n s u c ha sd i d o ，n u m b e rd i s p l a y i n g ，k e y p r e s sa n dc o m m u n i c a t i o n w i t ht h em a s t e rs t a t i o n s ；s e c o n d l yb u i l tt h ef m cw h i c hi n c l u d i n gt h en u m e r i c a lc o n t r o l m a c h i n ea n dr o b o th a n d s f i n a l l y , t h ep l a t f o r mi n c l u d e at h ef i r s tk i n dm a s t e rs t a t i o n ( p l c s 7 - 30 0 ) ，t h es e c o n dk i n dm a s t e rs t a t i o n ( p c ) a n dt h ed e v e l o p e ds l a v es t a t i o n t h r o u g ht h es t u d y , w ec a nd r a wac o n c l u s i o nt h a t 印p l y i n gt h ef i e l d b u si n t ot h ef m s c a nb r i n gi n t op l a yt h es t r o n g p o i n to ft h ef i e l d b u s ，o v e r c o m et h ed e f e c t so ft h et r a d i t i o n a l f ms a n d h a v eaa c t i v e p o l e t ot h er e f o r ma n di n c r e a s eo ft h ef m t ( f l e x i b l e m a n u f a c t u r i n gt e c h n o - l o g y ) 。a tt h es a m et i m e ，t h ef i e l d b u si sb e i n ga p p l i e di na l lk i n d s o f f i e l d sa san e w e rc o n t r o lt e c h n o l o g y t h ep r o f i b u si so n eo ft h ei n f l u e n t i a lf i e l d b u s e si n t h ew o r l d ，s os t u d yo nt h ea p p l i c a t i o no ff i e l d b u si nf m sh a v et h ei m p o r t a n tp r a c t i c e m e a n i n g k e yw o r d s f l e x i a b l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m ；f i e i d b u s ；p r o f i b u s d p ；t h ee m b e d d e db u sb r i d g e ； i n t e l l i g e n ts l a v es t a t i o n 。 i l 河北科技大学学位论文原创性声明 小人郧最卢l j ：所呈交的学位论文，是本人在导帅的指导f ，独讧进行研究i 1 ： 作所墩i ：j 的成架。对本文的研究做出重要贞献的个人和集体，均f 2 c j ! 文。 。以j 确方 式标明。除文- 1 1l 三经注明引h j 的内容外，本论文彳i 包含任何其他个人或集体已经发 农或撰- j 过的作凸 或成粜。本人完全意谚 到本声明的法律结果山本人承扣：l 。 撇敝储雠：铴铭 川fp 月扩闩 ；- i j l 科技大学学位论文版权使用授权书 本学位沦义作者完全了解学校有关保留、使片j 学位论文的规定，川意学校保留 并l i i j i q 家仃灭部| j 或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被套阅和借蒯。本 人授权河北科技人学- j j 以将本学位论义的全部或部分内容编入仃父数捌厍进行检 索，r - , j 以采川影印、缩印或扫拙等复制手段保存和汇编本学位论文。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 小。? 位论文属于， 呀不保密。 ( 请在以上力框内打“”) 学化删椭名铴寄 川年l7 月g h 指导教师签名： 2 0 0m s 串口初始化 发送接口板通信初始化报文 未接收完 初始化不成 等待接收接口板的回答报文 接受完 接口板回答初始化成功? 图5 2 用户模板串口通信程序流程图 f i g 5 - 2 p r o c e s sf l o w c h a r ta b o u tu s e rt e m p l a t es e r i a lc o m m u n i c a t i o n 5 3 软件程序编制：g s d + 幸 # i n c l u d e # d e f i n e u b y t e u n s i g n e d c h a r 3 7 河北科技大学硕+ 学位论文 # d e f i n e u w o r d u n s i g n e d i m v o i d m a i n 0 u w o r d d a t a n n ； u b y t e d a t a i , j ，k ，a d d r e s s ，x ，y ； u b y t e i d a t a r e b o x 4 8 ； u b y t e i d a t a t r b o x 4 8 ； u b y t e x d a t a 宰d a t a w r 9 0 f f ； u b y t e x d a t a 凇d a t a w r a o f f ； u b y t e x d a t a 宰d a t a r d b o f f ； u b y t e x d a t a 奉d a t a r d c o f f ； u b y t e x d a t a 木d a t a r a d d o f f ； w r 9 0 f f = 0 x 9 0 f f ；* 0 x 9 0 魄第一组8 b i t 输出地址对应硬件u 1 4 * w r a o f f - - 0 x o a o f f ；* o x a o f f 是第二组8 b i t 输出地址对应硬件u i5 * r d b o f f = 0 x o b o f f ；* o x b o f f 是第一组8 b i t 输入地址对应硬件u 1 2 枣 r d c o f f = 0 x o c o f f ；* 0 x c o f f 是第一组8 b i t 输入地址对应硬件u 1 3 宰 r a d d o f f - = - o x o d o f f ；* 0 x d o f f 是拨码开关输入作站地址对应硬件u 1 6 母 f o r ( n n = 0 ；n n 2 0 0 0 ；n n + + ) 水等待电源稳定母 宰w i 9 0 f f = 0 ； * w r a o f f = - 0 ； ) ； 宰= = = ：= = ：= ：= ：= = = = = ：= = = = = = = ：= = ：= ：= = = = ：= = ：= ：= ：= ：= ：= = ：= ：= = = = = = = ：= ：= ：= = ：= = ：= = ：= = = = ：= = = = = = = = 宰 宰- - 一 x 2 1 ；) 芦l ； f o r ( i = o ；i 8 ；i + + ) f o r ( n n = 0 ；n n 10 0 0 0 ；n n + + ) x - - x ；y = y ； ； 宰w r 9 0 f f - - x ； 牛w r a o f f = - y ； x - - x * 2 + l ； y = y * 2 + l ； ， ， ) ； 3 8 第5 章p r o f i b u s d p 从站软件设计 宰w r 9 0 f f = o ； 幸w r a o f f = o ； j f 木 严实验板输出演示程序结束幸 l | 卑 严清输入缓冲区t r b o x i 清输入缓冲区r e b o x i 木 毒l 卑l f o r ( i = 0 ；i 4 8 ；i + + ) r e b o x i - - - t r b o x i = 0 ； ) ； 木= = = = = = = 一= = = ：= = = = ：= ：= = = = = = = = = = = ：= = = = = ：= 一= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 木 产读实验板上拨码开关作为站号唯 ，宰 a d d r e s s = 幸r a d d o f f ； ，木= = = = ：= = = = = ：= ：= ：= = = ：= = ：= ：= ：；= = ：= = = ：= = = = = = = = = ：= = ：= ：= = ：= ：= ：= = = ：= = = = = ：= = = ：= ：= = ：= = ：= ：= = ：= ：= = = = = = = = = = = ：= 幸 产串口初始化水 事二一 t h 2 = 0 x o f f ；* 设置t 2 做波特率发生器幸 t l 2 = 0 x o f a ；* 本例实验板时钟= 2 4 m 宰 r c a p 2 h = 0 x o f f ；* 波特率= 2 4 0 0 0 0 0 0 3 2 6 5 5 3 6 0 x f f f a = 1 2 5 k 木 r c a p 2 l = 0 x o f a ； p c o n = 0 ； t 2 c o n = o x 3 4 ；牛r c l k = 1 ；t c l k = i ；t r 2 = 1 ；c t 2 = 0 宰 宰串口设置成模式3 即1 个启始位8 个数据位1 个偶校验位1 个停止位牛 * 0 x d 0 = 1 1 0 1 0 0 0 0 b ；s m o s m i = 1 1 ；s m 2 = 0 ；r e n = 1 ；t b 8 = 0 ；r b 8 = 0 ；t i = 0 ；r i = 0 半 s c o n = 0 x o d 0 ； ，= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ：= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ：= = = = = = ：幸 严形成接口板的初始化报文宰 t r b o x 0 = a d d r e s s ；* 站地址木 3 9 河北科技大学硕士学位论文 t r b o x 1 = 0 x 0 0 ；木i d 号高位难 t r b o x 2 = 0 x 8 0 ；木i d 号低位木 户发送接口板的初始化报文接收接口板的回答初始不成功继续发初始化报文枣 水 y = o ； w h i l e ( y = = 0 ) i 吲= o ： f o r ( i = 0 ；i 4 8 ；i + + ) * 发送接口板的初始化报文宰 t i = 0 ； a c c - - - t r b o x i ； t b 8 = p ；* 形成偶校验位木 s b u f = t r b o x i ； w h i l e ( t i = = o ) ) ； ) ； r e n = l ： r i = o ； x = o ； f o r ( j = 0 ；j ；木接口板回答初始化不成功宰 ) e l s e 严有字符偶校验不成功水 y = o ； ； ) ； 产实验板对p r o f i b u s 接口板初始化成功进入传输输入输出数据的无限循环中 | 一 f o “；) t r b o x 0 = * r d b o f f ；* 读1 个字接输入置入输入缓冲取木 t r b o x 1 = * r d c o f f ；* i 卖1 个字接输入置入输入缓冲取宰 r e n = 0 ： f o r ( i - 0 ；i 4 8 ；i + + ) 幸实验板向接口板发送输入数据报文宰 t i = 0 ； a c c = t r b o x i ； t b 8 = p ； s b u f - - t r b o x i ； w h i l e ( t i - - = 0 ) ) ； ) ； r e n = i ； = o ； f o r 0 = 0 0 “8 j + + ) 产实验板接收接口板发送输出数据报文宰 4 1 河北科技大学硕士学位论文 w h i l e ( r i - - o ) ) ； a c c = s b u f ； i f ( p i 氇8 ) r e b o x j = s b u f ； ； r i = o ； ) ； 木枣 产实验板将接收接口板发送输出数据数据送u 1 4 u 1 5 输出母 宰幸 牛w r 9 0 f f = r e b o x o ； 幸w r a o f f = r e b o x 1 ； ) ； ) 5 4 本章小结 本章首先介绍了从站接口板p b o e m 2 s 与用户模板的通信规约，给出了用户模 板串口通信程序流程图，并进行亍程序软件的编制。 4 2 第6 章p r o f i b u s d p 在柔性制造实验系统中的应用 第6 章p r o f i b u s d p 在柔性制造实验系统中的应用 6 1f m s 柔性制造实验平台搭建 f m s 柔性制造实验平台措建是根据其基本功能要求先搭建出通信系统硬件 并进行其软件安装，调试实验用f m s 柔性制造系统中数控加工单元进行测试“。 6 1 1f m s 柔性制造实验平台基本功能要求 根据本课题的要求，对f m s 柔性制造实验平台的基本功能进行了详细地分析， 并提炼出以下具体的要求： 1 ) 具有三个以上标准的制造单元，具有自动上下料功能的仿真数控机床： 2 ) 应含一套物料存储运输系统，可以在机床的装夹工位之间运送工件和刀具； 3 ) 可同时加工具有相似形体特征和加工工艺的多种零件； 4 ) 能自动更换刀具和工件： 5 ) 能方便地上网，容易与其它系统集成： 6 ) 能进行动态调度，局部故障时，可动态重组物流路径： 7 ) 控制系统接口为r s 4 8 5 。 6 1 一系统硬件的搭建 根据柔性制造实验平台的基本功能要求，以及通过多方的调查与信息搜集，井 对实验平台各单元的性能与相关参数进行考查后，对实验平台硬件进行了措建。硬 件搭建主要包括如下单元( 如图6 - 1 ) ： 1 ) 供料工作单元( 来料分配) ； 2 ) 检测工作单元( 工件检测) ； 3 ) 操作手工作单元( 机械手上下料) ； 4 ) 数控加工单元f 三维数控铣床对工件加工 及处理) ； 5 ) 图象处理工作单元( 质量控制) ； 6 ) 机器人工作单元( 5 轴机器人自动装配) ： 7 ) 电伺服高位立体仓库( 料仓) ； 8 ) 操作手工作单元( 工件输出) ； 9 ) 成品分装工作单元( 工件分拣) ； lo ) 传输带工作单元： 图6 1 综合实验台 f i g6 lc o m p r e h e n s i v e k 小b e d 河北科技大学硕士学位论文 6 1 3f m s 柔性制造实验系统通信系统构建 本实验系统为r s 4 8 5 接口，针对系统的r s 4 8 5 接口采用嵌入式p r o f i b u s 总线 桥，以实现对系统的监视及实时动态控制。 根据实验的要求，建立了一个p r o f i b u s 通信系统，配罱如下表6 1 和图6 2 。 表6 一ip r o f i b u s 系统配置详单 1 a b6 lt a ed e n l bo f l h ep r o f i b u s c o n f i g u r a t i o n 序号名称说明制造商数量 p c 机一般台式机w i n 2 0 0 0 业w i n n ti 台 c p 5 6 i 】p r o f i b u s 州卡 i 块 w m a c基于p c f l ! j s o f t p l c 软件 s e i m e n si 套 毪接器p r o f i b u s 插头，带终端电阻s e i m e n s2 个 电缆 p r o f i b u s 通信电缆2 0 米 s t e p 7 编稗软件，可使州演示版s e i m e n si 套 p r o f i b w 电缝 幽6 - 2p r o f i b u s 系统配置示意幽 f i g6 - 2 t h es k e l c ho f t h ep r o f i b u ss v s l c n c o n f i g ur a t i o n 6 2 系统的安装及软件调试 6 2 1 软件、硬件的安装 ( 1 ) 硬件安装 实验平台的各单元已固定在机架上，硬件系统安装的工作主要是通信系统的连 接： 1 ) 安装c p 5 6 1 1 。按照c p 5 6 1 1 说明书将其安装在p c 机的p c i 槽中。 2 ) 安装总线桥，并与各单元的r s 4 8 5 接口连接。 星 、： 垡 第6 章p r o f i b u s d p 在柔性制遗实验系统中的应用 3 ) 安装中注意的问题。安装用户开发的p r o f i b u s 产品时p r o f i b u s 电缆 与插头的连接b 是红色线，要注意电缆屏蔽层与p e 的连接两个p r o f i b u s 插头终 端电阻都要打到o n 位置。 f 2 1 软件安装 在p c 机上安装w l n a c 软件。 在p c 机上安装s t e p 7 软件。 6 2 2 系统调试 第1 步，将产品g s d 文件c o p y 至s t 。p n s 7 d m 小g s d 目录下 第2 步，打开“s i m a t i c m a n a g e r ” 第3 步，f i l e n e w ，键八文件名l e s t o k 第4 步，l n s e r t s t a t i o n s i m a t i c 3 0 0 s t a t i o n 点击 坷北科技大学硕士学位论文 第5 步，打开佗s n s i m a t j c ( 3 0 0 m a r d 哪，双击h a r d w a r e 第6 步，o 州叩u p d 砒e c 协i o g 点击此操作用来更新设备目录新的g s d 文件设备将 插入设备目录中。 第6 章p r o f i b u s - d p 在柔性制造实验系统中的应用 击 第7 步，打t p h a r d w a r e c a t a l o g s i m a t i c p c b a s e d c o n l i o l 3 0 0 4 0 0 w i n l c v 20 ，双 河北科技人学硕士学位论文 第8 步，配置p r o f i b u s 网络，主站站号通常2 第9 步，p r o f u b u s s 赔一n o t n e t w o r k e d - n e w n e t w o r k s e t t i n g s ；选择1 8 75 k d p 确定 i p ! “f ：t 一1 m 8 ：! 一“ j i t _ 1 - 0 ) l ”i i i 。l m u c i “ i 第6 章p r o f i b u s d p 在柔性制造实验系统中的应用 第1 0 步，配置用户产品点中p r o f i b u s ( i ) d p m a s 把r s y s t e m ( 1 ) 第1 1 步，h a r d w a r e c a t a l o g 、a d d i t i o n a l f i e l d d e v i c e s l i o k p b o e m 2 一s 取击 第1 2 步，用户寻找自己产品型号，在第1 步和第6 步已经将用户g s d 文件描述的 设备加入f h a r d w a r e c a t a l o g 。如果用户没有将d s 6 0 f a g s d 修改为用户g s d 文件也可 使用d s 6 0 f ag s d 文件选用p b o e m 2 一s 配置，调试结果是一样的。 自rd 6 3 调试系统原理图 圈6 & 圈6 4 为调试系统和调试系统原理图，通过这个调试系统，可测试硬什的 功能实现，以及软件的接口程序功能。通过r s 4 8 5 采集的全部数据通过 p r o f i b u s d p 网络传送到上位机，不经过用户协议转换。 图6 3 调试系统 f i g6 0d e b u gs y s t e m 河北科技大学碾士学位论塞 图6 - 4 调试系统原理幽 f i g 6 4m 筑轴咖j c 暑o f d e b 雌s 舯 6 4 实验结果分析 在完成丁对硬件安装及软件调试磊，对实验罔刚s 柔性制造系统中数控加工单 元进行数控程穿集中管理功能铡试及远程管理测试。验证其对加工状态的远程监控 能力和加工信患的数据采集能力。 6 4 1对数控程序进行集中管理情况测试 首先对数控程穿进行了集中管理功能的测试，见表6 - 2 。 ( 1 ) 数控程序的远程管理测试 第一步，在计算机上编辑了一小段程序，然后直接传输劐数控系统内，接收正 常； 第三步，涮试在计算机上直接读取数控系统上的数控程序，传辕芷常； 第三步，穗试在计算机上直接读取数控系统内的程序列表，结果正常- 数控机床的加工限耩硼试 通过通信蒹期b 锁定机床上的程序编辑功能。缩果表明，无论机床端的程序写 5 0 第6 章p r o f i b u s d p 在乘性制造实驻系统中的应用 保护是否启用，主机可实时监控数控系统中的程序变化，发现非法修改情况，立刻 锁住机床，以防止非法加工。 表6 - 2 加工程序的远程管理 t 曲6 - 2 p r o s s i n g o f m m o t e m w 】m m 6 4 2 机床参数的远程管理测试 对机床参数进行了远程管理测试，主要测试通过了如下内容，见表6 - 3 1 ) 在计算机上直接完成了参数文件的传输与远程编辑； 2 ) 在计算机上直接完成了刀补文件的传输与远程编辑： 3 ) 在计算机上直接完成螺距补偿文件传输与远程编辑。 表6 - 3 参数的管理 河北科技，、学硕士学位论文 6 4 3 机床加工状态的远程监控 为了实现对加工状态的远程监控，主要测试通过了如下内容，见表6 - 4 1 ) 加工状态：加工中、空闲、报警。 2 ) 通讯状态：联机、脱机。 3 ) 力 _ 工信息：位置信息、剩余移动量、进给速度、程序段等。 4 ) 历史记录：报警信息、操作履历、刀具寿命。 表6 - 4 加 一状态监控 t a b6 4p s s n n 1 1 0 n 雎 6 4 4 机床加工信息的实时采集 对j n l - 信息的数据采集主要通过了以下测试。 1 ) 机床效率分析的基础数据。程序丌贻加工时间、程序结束加工时间，见表 6 5 ； 2 ) 刀具使用寿命分析的基础数据。刀具开始使用时间、刀具结束使用时间， 见表6 - 6 ： 3 ) 机床完好率、故障率分析的基础数据。机床各种报警的发生时间、机床各 种报警的报警编号、机床各种报瞀的报警说明，见表6 - 7 - 经过测试，实时数据采集及远程监测系统运行正常，验证了本课题所做工作的 有效性。 第6 章p r o f i b u s d p 在柔性制造实验系统中的应用 表6 - 5 机床效率分析表 t a b 6 5 a n a l y s i s o f t h ee f f i c i c n e yo f t h e m a c h m c i o o it a b l e l i ip j l v ，。e 。，。 。：。l ”一一 一一t ：! i r ! ! 型! ! ! ! ! ! ! ! ! 生竺! l 竺旦! 坚j ! 潦：= 嚣；- ：= i 甍岳五f 警 絮i 掣l 产k 等2 血鼍 二匣二i ：= = = ? 嚣= ：i ：? ：，二! ! 一l ：o ：= ：二：? i ；蠹i 巍i i 。、基i 。：j鎏置= 箸i 一一1 7hvp ”r，1 h ：黧一 =搿= ：篙：“= ? 一”l _ 一 m m ! ! ! ! f - l 表6 击刀具使用信息 t a b6 - 6t 0 0 1 o fn f o o n ，h 日i ，日h 一 爨嚣黧篓i 鬟募i 馘：i 鍪黧隔i 戮i i 一 ” q “1 3 “ ：裂： 嚣竺嚣1 ：，；：嚣嚣： 誉l l 誉黧震i 鬟i ii i 惑装黧：戮i 鬟i ；，i 竺! 竺! 竺= ! ! 垦兰! 兰兰兰! ! 兰! 竺! 兰二! ! ；呈| 表6 7 故障率分析 河北科技大学硕士学位论文 6 5 本章小结 本章分析了实验用f m s 柔性制造实验平台基本功能要求，描述了该实验测试平 台通信系统硬件搭建、软件安装调试实验，并对实验用f m s 柔性制造系统中数控加 工单元进行了测试，测试结果各种数据采集正常。因此，验证了本课题所做工作的 有效性。本课题经过进一步的开发和完善，可以使其应用到许多工业控制与检测以 及仪器仪表等领域中去。 5 4 结论 结论 将现场总线技术与嵌入式技术有机的结合在一起，开发了p r o f i b u s d p 智能 从站。可根据不同的用户设备选用不同的功能板集成系统，使各种用户设备便捷地 并入现场总线成为可能。 课题研发的过程就是一个不断学习、不断创新的过程，同时也是对课题内容的 不断完善和改进的过程，经过一年来的研究开发，通过实验和调试，本文对所做工 作总结如下： 1 ) 深入研究i e c 6 1 1 5 8 国际标准、e n 5 0 1 7 0 欧洲标准及s i e m e n s 公司的嵌入式 总线桥协议规范。在掌握p r o f i b u s 现场总线的架构、连接方式、工作机理、硬件 构成、通信速率等技术参数的基础上提出了利用p r o f i b u s 总线桥开发 p r o f i b u s d p 智能从站接口的方案。 2 ) 学习嵌入式系统的硬件设计以及软件设计，使软硬件都模块化。 3 ) 软件设计采用c 语言程序设计代码进住了编译、链接、调试和软硬件仿真。 4 ) 通过元器件焊接、硬件测试、程序写入，成功地实现了智能从站接口的各种 功能。 5 ) 搭建了基于p c 的p r o f i b u s d p 从站试验调试系统。通过用串口调试软件， 模拟了具有r s 4 8 5 接口的生产现场设备接入开发的从站接口，测试智能从站的基本 功能。 最后通过实际系统的应用，验证了本文所做工作的有效性。经过进一步的开发 和完善，可以使本题应用到许多工业控制与检测以及仪器仪表等领域中去。 5 5 河北科技大学硕士学位论文 参考文献 【l 】马小雁，孔凡宽对现场总线技术和控制系统的一点认识职业，2 0 0 6 ( i ) ：2 4 【2 】黄先智常用现场总线技术比较电子与电脑，2 0 0 6 ( 1 2 ) ：1 2 8 - 1 2 9 【3 】p r o f l b u s 国家标准及p r o f i n e t 国家标准化指导性文件正式发布中国仪器仪表， 2 0 0 6 ( 1 2 ) ：1 4 【4 林强，阳宪惠现场总线技术及其网络集成测控技术，1 9 9 9 ( 5 ) ：2 4 2 6 ( 5 】夏德海现场总线的现状及其发展趋势。电气时代，2 0 0 6 ( 8 ) ：1 6 1 9 6 】邓勇，曲波，陈小枫等现场总线的应用之道现代制造，2 0 0 6 ( 1 6 ) ：2 8 3 0 7 】张州现场总线技术及其应用研究郑州大学硕士学位论文，2 0 0 5 ：l 3 0 【8 】王忠锋，于海斌，徐皑冬现场总线互操作测试系统的设计与实现仪器仪表学报， 2 0 0 6 ( s 3 ) ：2 4 4 4 【9 】张颖，蒋宏业，邵惠鹤p r o f i b u s 总线技术的发展前景检测与控制装置，1 9 9 8 ，2 5 ( 2 ) ：4 1 4 4 【1 0 e r o w af l e x i b l em a n u f a c t u r i n gc o n c e p t e r o w a 柔性制造理念制造技术与机械， 2 0 0 5 ( 4 ) ：14 4 【ll 】蒋庆全f m s 的现状及发展趋势机电一体化，1 9 9 9 ( 1 ) ：1 7 1 9 【1 2 】徐杜，蒋永平，张宪民柔性制造系统与实践。机械工业出版社，2 0 0 1 ：3 5 1 3 】夏德海。现场总线的现状及其应用( 一) 中国仪器仪表，1 9 9 8 ( 1 ) ：3 6 【1 4 】夏德海现场总线的现状及其应用( 二) 。中国仪器仪表，1 9 9 8 ( 2 ) ：3 5 【1 5 】夏德海现场总线的现状及其应用( 三) 中国仪器仪表，1 9 9 8 ( 3 ) ：1 - 4 【1 6 】阳宪惠现场总线技术及其应用北京：清华大学出版社，1 9 9 9 ：3 9 5 6 【1 7 】顾洪军工业企业网与现场总线技术及应用北京：人民邮电出版社，2 0 0 2 ：3 2 8 6 【1 8 】李正军现场总线及其应用技术 m 】北京：机械工业出版社，2 0 0 5 ：3 0 1 3 4 0 【19 】h t t p ：w w w p r o f i b u s c o m 【2 0 】p r o f i b u ss p e c i f i c a t i o nn o n n a t i v ep a r t so fp r o f i b u s - f m s ，- d p ，- p aa c c o r d i n gt ot h e e u r o p e a ns t a n d a r de n s 0 1 7 0v o l u m e2 ，s i e m e n s ，1 9 9 8 【2 l 】刘国海，李康吉，薛文平等现场总线p r o f i n e t 北京：电子工业出版社，2 0 0 7 ：5 3 1 3 5 f 2 2 3 高晶，戥春林基于p r o f i b u s d p 的控制系统通讯工业控制计算机，2 0 0 6 ( 1 2 ) ：9 5 9 6 【2 3 】方彦军，胥军集成以太网接口的p r o f i b u s 现场总线智能主站的开发仪表技术与传感 器2 0 0 5 ( 8 ) ：3 7 - - 4 3 【2 4 】张春晓p r o f i b u s d p v l 智能从站的研制仪表技术与传感器，2 0 0 5 ( 8 ) ：2 0 2 1 2 5 】张晓刚基于p r o f i b u s 现场总线控制系统的研究与开发浙江大学硕士学位论文， 5 6 参考文献 2 0 0 3 ：3 5 - 4 0 【2 6 】高华p r o f i b u s d p 技术研究及其通信接口的开发河北工业大学硕士学位论文， 2 0 0 5 ：3 0 5 6 【2 7 】高春华，李人厚柔性制造系统的单元控制器陕西工学院学报，1 9 9 7 ( 6 ) ：1 0 - 1 2 【2 8 】 y j f a n g r e s e a r c ho nc o m m u n i c a t i o np r o t o c o lo fp r o f i b u sd pi n t e l l i g e n ts l a v e i n s t r u m e n t t e c h n i q u e sa n ds e n s o r ，12 2 0 0 4 ：16 - 19 【2 9 】周益明p r o f i b u s d p 现场总线通信研究及智能从站设计南京航空航天大学硕士学位论 文。2 0 0 5 ：3 8 4 6 【3 0 古名万，王晶晶使用s p c 3 设计p r o f i b u s d p 智能从站仪表技术，2 0 0 3 ( 6 ) ：3 2 3 3 【3 l 】满庆丰，韩锋，夏继强开发p r o f i b u s d p 智能从站电测与仪表，2 0 0 3 ，4 0 ( 4 4 7 ) ：3 7 - 4 0 【3 2 】 王征r s 2 3 2 1 p r o f i b u s - d p 从站接口设计与实现清华大学硕士专业学位论文， 2 0 0 4 ( 6 ) ：15 2 2 【3 3 】李林功，李华玲嵌入式系统的构成与特点电测与仪表，2 0 0 3 ，3 9 ( 4 4 9 ) ：6 1 6 3 【3 4 】周立功a r m 嵌入式系统基础教程北京：北京航空航天大学出版社，2 0 0 5 ：2 3 0 【3 5 】王田苗嵌入式系统设计与实例开发北京：清华大学出版社，2 0 0 3 ：3 0 8 9 【3 6 】嵌入式信息网嵌入式系统的定义与发展历史h t q p ：e m b e d c h i n a c n 【3 7 】s i i l a t i cn e ts p c 3s e m e n sp r o f i b u s - d pc o n t r o l l e rw i t hc 31c o r e ，g e m a n ys i e m e n s 2 0 0 0 【3 8 】李晓冬p r o f i b u s d p 现场总线a s i c 芯片的开发及应用河北工业大学硕士学位论文， 2 0 0 5 ：2 6 - 3 0 _ 【3 9 】j o h nc a t s o u l i s 嵌入式硬件设计北京：中国电力出版社，2 0 0 4 ：6 5 7 0 【4 0 】张浩，谭克勤，朱守百现场总线与工业以太网络应用技术手册( 第一册) 上海：上海科学 技术出版社，2 0 0 2 ：1 7 41 】s i e m e n sa gs