PROFIBUS现场总线在冲压自动化控制系统中的应用

1、PROFIBUS现场总线在冲压自动化控制系统中的应用    一.项目简介1神龙汽车有限公司是中法合资兴建的大型轿车生产经营企业。目前，已形成了年产15万辆整车和20万台发动机的生产能力，主要生产1.36i1.6i经济型轿车。2神龙汽车有限公司冲压车间L3线是一条经由手工冲压生产线过改造后的我国第一条机器人冲压自动化生产线（见图一）。其全线的控制系统采用了西门子的PROIBUS现场总线来控制，该条生产线是PROFIBUS总线在工业自动化领域应用的较为典型的例子。通过对其控制系统的分析一.项目简介     &

2、#160;1神龙汽车有限公司是中法合资兴建的大型轿车生产经营企业。目前，已形成了年产15万辆整车和20万台发动机的生产能力，主要生产1.36i1.6i经济型轿车。      2神龙汽车有限公司冲压车间L3线是一条经由手工冲压生产线过改造后的我国第一条机器人冲压自动化生产线（见图一）。其全线的控制系统采用了西门子的PROIBUS现场总线来控制，该条生产线是PROFIBUS总线在工业自动化领域应用的较为典型的例子。通过对其控制系统的分析，我们可以了解到PROFIBUS总线技术在不同控制系统之间是如何进行信息交换和控制的. 

3、60;二.系统介绍      1. 生产线的组成及功能      整条生产线主要由八台机器人和五台压机组成，分为6个单元（生产线布局为下图二所示）。       拆垛单元：包括两个拆垛小车、拆垛机器人R31U、板料对中台、双动压机上料机器人R31L，它负责板料的拆垛、双料识别、板料的对中及对双动压机（30#压机）的上料。      翻转单

4、元：包括301400吨双动压力机、30压机下料机器人R32U、31压机上料机器人R32L。R32U机器人在接到信号后将拉延成型完的零件取出翻转并传送给R32L机器人，R32L机器人将零件吸起送入31压机。      传送单元 3、4、5：包括三台600吨单动压力机和三台机器人。机器人在接到信号后将压好的零件从前压机取出送入后压机。      出料单元：包括34600吨单动压力机，一台下料机器人R34U、零件出线皮带机。机器人为34#压机下料并传送零件到线末皮带机。&

5、#160;   三.生产线控制系统的组成      1.冲压车间L3线整个控制系统主要由以下四个部分组成。       1）压力机控制部分，由施耐德公司的TSX 47-420 系列PLC来控制。       2）机器人控制部分，由ABB公司的S4C系统来控制。       3）生

6、产线控制部分，由SIEMENS公司的S7 - 412 - 2DP PLC来控制。        4）上位机控制部分，使用Cube SCADA软件通过PROFIBUS和工业以太网来管理。       2.生产线PLC网络功能分析（见图三）       由上图所见，这个系统是基于一个Siemens S7 

7、;PLC S7-412-2DP及其PROFIBUS现场总线组成.,以下我们介绍二个主要部分。       1）PROFIBUS - DP 网络       主要由压机和机器人及各单元操作面板组成，网络的通信由四部分组成：第一部分为机器人的控制部分，采用西门子S7的PLC来控制，它与机器人之间使用的是通过ABB机器人S4C控制器中的PROFIBUS网卡来通信，使用的是PROFIBUSDP协议；第二部分为压机和机器人之间

8、的通信，采用的是一种间接的通信方式，它是通过压机的PLC（TSX 47 - 420）的IO与S7的PLC的远程IO（ET 200）进行点到点的通信，再通过S7处理器与机器人的S4C控制器的PROFIBUS网卡进行数据交换，从而实现了压机与机器人之间的通信。由于压机的PLC无PROFIBUS协议，该系统充分利用了S7的远程IO功能。第三部分为生产线6个单元使用的OP27人机对话及监控装置（见图四），该装置主要管理和监控本单元的压机和机器人，使用的是PROFIBUS协议。OP27与机器人、OP27与压机之间的通信是通过PROFIBUS协议来传送。具体地说：S

9、7的PLC通过机器人的S4C控制器中PROIBUS卡读取机器人的状态，再通过PROFIBUS由S7传送给OP27。同时，OP27的控制命令也是通过此路径逆向传送给机器人；压机的状态是通过压机的PLC的IO与S7的远程IO进行点到点的传送，再通过PROFIBUS 由S7传送给OP27。同时，OP27的控制命令也是通过此路径逆向传送给压机。        2）PROFIBUS - FMS&FDL       这个

10、主要由 S5 95F 安全PLC和SCADA工作站两部分组成，必须注意在S7 PLC PROFIBUS FMS/FDL 设置必须与S5 （安全PLC）的FDL S5 CP541 PROFIBUS 设置和SCADA Cube工作站FDL CP5412A2 参数设置相匹配。       1）由S5 95F PLC先读取生产线安全装置各传感器和执行器的状态，再由S

11、7与S5之间采用PROFIBUSFDL接口对接的通信方式，通过S7读取S5的信息来控制整条生产线的运行并将信息状态通过PROFIBUSDP传送给OP27。       2）本系统还使用了ORSI 自动化公司的SCADA生产线工作站，它主要监视、控制、管理整个生产线，并具有故障诊断及显示报警。文件管理、生产线报表等功能。由图三可知：与SCADA连接有两种通信协议，SCADA与S7之间使用的是PROIBUSFMS协议；SCADA与机器人控制器S4C之间使用的是TCP/IP协议。SCADA通过PROFIBUSFMS与S7

12、 PLC 交换信息来监视、控制、管理整个生产线；SCADA通过Ethernet来传送和备份ABB机器人程序文件。该系统还包括远程监控系统网络，可以通过因特网将远程计算机机与SCADA工作站相连。  四. 结束语       工业现代化的发展，对生产过程的自动控制、信息整合提出了更高的要求，现场总线技术以其标准化、开放性使参与其中的企业受益。通过这次使用PROFIBUS现场总线在神龙汽车公司冲压L3线的自动控制系统中的成功应用，SIEMENS 公司PROFIBUS现场

13、总线会在神龙汽车公司的技术改造中得到越来越广泛的应用。