PROFIBUS技術(shù)在汽車發(fā)動機缸蓋線上的應用

熊慶遲 王永宏

Abstract：Once discovered， PROFIBUS network technology has been widely applied in various fields. The longer it is applied， the more obvious advantages of PROFIBUS network technology show， especially in the application of automobile engine cylinder head line. Scientific and reasonable application of PROFIBUS network technology can not only improve work efficiency， but also reduce production costs. The most important thing is to achieve real-time monitoring. Therefore， this paper mainly analyzes the application of PROFIBUS network technology in automobile engine cylinder head line. Firstly， it introduces PROFIBUS network technology in detail， then it specifically introduces two main communication modes of PROFIBUS network technology， namely DP communication technology and FDL communication technology. Secondly， it lists the specific application of PROFIBUS network technology in automobile engine cylinder head line， and finally makes a summary.

Key words：PROFIBUS Network Technology， cylinder head of automobile engine， online applications， DP communication technology， FDL communication technology

1 引言

PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最開始并不是起源于中國，而是在1987年的時候，由德國的西門子公司首先提出的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這個概念。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是應用于自動化現(xiàn)場總線的一種標準。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)主要適用于不同的可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）之間的通信?？茖W合理的使用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，可以從根本上提升工作速率，減少工作時間，降低工作成本，同時還可以減低儀器設(shè)備調(diào)試以及維修的難度，最主要的是，使用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)實時監(jiān)控。

2 PROFIBUS簡介

PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以支持多種不同的通信協(xié)議，分別是DP通信協(xié)議、FDL通信協(xié)議、S7通信協(xié)議、PA通信協(xié)議以及FMS通信協(xié)議。每種通信協(xié)議都有不同的功能，不同的通信協(xié)議使用的范圍也不一樣，并且使用的特點也不一樣。下面是對五種不同通信協(xié)議的具體介紹：

第一：DP通信協(xié)議在現(xiàn)場總線通信中使用的范圍最廣，因為它的使用條件很簡單，同時相比之下，DP通信協(xié)議的功能也最強大。DP通信協(xié)議可以實現(xiàn)可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）和分布式I/O之間進行信息傳輸。最主要的是，DP通信協(xié)議可以使不同廠家生產(chǎn)的儀器設(shè)備之間實現(xiàn)通信。因為在進行現(xiàn)場總線布置的時候，會涉及到很多的儀器設(shè)備，這些儀器設(shè)備無論是同批次的，還是不同批次的，大多都是由不同的廠家生產(chǎn)的，所以在運行的時候就要選用合適的通信協(xié)議，因為有的通信協(xié)議就只支持由同一個廠家生產(chǎn)的儀器設(shè)備之間進行通信，也就是信息傳輸，但是并不支持由不同廠家生產(chǎn)的儀器設(shè)備之間進行通信。

第二：FDL通信協(xié)議的使用范圍相對就比較狹義了，因為它有特定的使用范圍。首先，F(xiàn)DL通信協(xié)議支持S7的可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）和可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）之間的通信;其次，F(xiàn)DL通信協(xié)議支持S7以及S5程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）和PC之間的通信，并且僅支持令牌主站與令牌主站之間的通信，并不支持令牌主站與令牌從站以及令牌從站與令牌從站之間的通信。

第三：S7通信協(xié)議是通過優(yōu)化得來的一種通信協(xié)議，主要是由S7PLC在MPI、PROFIBUS以及ETHERNET網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來的。首先，S7通信協(xié)議支持可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）之間的通信，并且僅支持令牌主站與令牌主站之間的通信，同樣不支持令牌主站與令牌從站之間以及令牌從站與令牌從站之間的通信;其次，S7通信協(xié)議支持S7可編程邏輯控制器與HMI之間的通信。

第四：PA通信協(xié)議要使用擴展的 PROFIBUS-DP 協(xié)議進行通信，也就是數(shù)據(jù)傳輸。并且它有特定的應用行規(guī)，就是PA設(shè)備行規(guī)。

第五：FMS通信協(xié)議的使用范圍最為狹義，F(xiàn)MS通信協(xié)議僅支持支持可編程邏輯控制器[1]（PLC邏輯控制器）與支持可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）之間的通信，并且僅用于支持可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）令牌主站與令牌主站之間的通信，同樣不支持令牌主站與令牌從站之間以及令牌從站與令牌從站之間的通信。

PROFIBUS通信技術(shù)既可以使用集成的DP接口，也可以使用擴展的DP接口。并且PROFIBUS通信技術(shù)主要有兩種通信方式，分別是DP通信和FDL通信。在實際使用中，要切實根據(jù)實際情況選擇合適的通信方式，比如實際運行的數(shù)據(jù)量大小如何或者是實際運行時實時監(jiān)控要求如何等等。

3 DP通信分析

PROFIBUS通信網(wǎng)絡(luò)是一種令牌網(wǎng)絡(luò)，令牌網(wǎng)絡(luò)主要由令牌主站以及令牌從站組成的，通常情況下，令牌網(wǎng)絡(luò)只有一個令牌主站，其他附屬的都是令牌從站。所以DP通信技術(shù)就是通過PROFIBUS通信網(wǎng)絡(luò)的令牌主站分別輪回詢問其他附屬的令牌從站實現(xiàn)的通信功能[2]。

可編程邏輯控制器（PLC邏輯控制器）通常本身就帶有集成DP接口，但是可編程邏輯控制器在實際運行的時候，往往并不會只使用自己本身的集成DP接口。因為可編程邏輯控制器在實際運行的時候，還會通過通信模塊擴展出其他的虛擬DP接口，然后將這些DP接口都投入到使用中。但是這些擴展的DP接口在使用的時候，占用的并不是I區(qū)或者是O區(qū)，而是占用的虛擬通信區(qū)，因為這些擴展的DP接口并不是實際存在的，而是可編程邏輯控制器通過通信模塊虛擬出來的。

4 FDL通信分析

FDL通信技術(shù)則是通過實現(xiàn)各個站之間的通信實現(xiàn)的通信功能。FDL通信技術(shù)使各個令牌從站都具有了令牌主站的功能，進而無論是令牌主站與令牌主站之間，還是令牌從站與令牌從站之間都可以建立通信連接，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，并且并不是只有兩個站之間才能進行通信，也可以是多個站之間建立通信連接，這樣就可以增加信息交互的速度[3]。

FDL通信技術(shù)不僅可以實現(xiàn)同一個項目中的可編程邏輯控制器之間的通信，還可以實現(xiàn)不同項目之間的可編程邏輯控制器通信。所以FDL通信技術(shù)的使用范圍就很廣，尤其適用于設(shè)計方很多、設(shè)計方案很多以及設(shè)計人員很多的較為繁瑣的項目。

5 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車發(fā)動機缸蓋線上的具體應用

PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車發(fā)動機缸蓋線上的應用有很多，本次主要通過區(qū)分通訊方式分別介紹兩種具體應用，分別是DP通訊技術(shù)的具體應用，以及FDL通訊技術(shù)的具體應用，具體如下：

（1）DP通信技術(shù)的應用：機床在進行加工的時候會涉及到很多不同的零件，并且要將這些不同的零件按照相應的規(guī)定組合在一起，但是在實際的工作中，由于不同零件的數(shù)量不一樣，所以常常會出現(xiàn)個別零件數(shù)量不足，需要補充的顯現(xiàn)。在遇到這種現(xiàn)象的時候，機械手就要停止工作了，因為零件的種類不足，機械手如果繼續(xù)加工的話，就會出現(xiàn)工作故障，所以這個時候就要使用DP通訊技術(shù)使機械手停止工作了。首先加工中心就會將相應的數(shù)據(jù)通過可編程邏輯控制器進行處理，然后由可編程邏輯控制器將這些轉(zhuǎn)換成相應的畫面形式，最后再將這些畫面顯示在機械手的OP上。這種通訊方式是單向的。

（2）FDL通信技術(shù)的具體應用：經(jīng)過上述表述可以發(fā)現(xiàn)，加工中心可以通過DP通訊技術(shù)使機械手停止工作，但是這種通訊方式是單向的，機械手并不能向加工中心傳遞信息，所以這個時候就會應用到FDL通訊技術(shù)。在機械手完成裝料以后，機械手就可以通過FDL通訊技術(shù)向加工中心進行反饋，同樣是通過可編程邏輯控制器將相應的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成畫面形式，然后顯示在加工中心的OP上。這樣就可以完成雙向通信了。

6 結(jié)語

PROFIBUS最開始是由國外提出來的，并且也是國外最先使用的，所以國外的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相對來說發(fā)展的比較早也比較成熟，而我國是在國外發(fā)展了一段時間以后，才引進的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以我國的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相對落后。但是經(jīng)過長時間的研發(fā)實踐與應用，我國的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也取得了一定的成果，并且對PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應用也越來越熟練了。通過將PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應用到汽車發(fā)動機缸蓋的線上工作中可以發(fā)現(xiàn)，PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車發(fā)動機缸蓋線上的應用中有很大的優(yōu)勢，所以PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會是以后發(fā)展的必然趨勢，希望本篇論文對PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國的發(fā)展有所幫助。

參考文獻：

[1]周原，曾穎，劉明山，李曉坤，林鳳雪，李曉妮.基于Wi-Fi的PROFIBUS-DP無線Web接入方法[J].吉林大學學報（信息科學版）.2016（04）.

[2]郭彥青，姚竹亭.基于PROFIBUS-DP總線的單主站/單從站測試網(wǎng)絡(luò)建設(shè)[J].計量與測試技術(shù).2005（11）.

[3]江明，王龍明，夏曉珍.PROFIBUS總線接口在智能儀表中的應用[J].安徽工程科技學院學報（自然科學版）.2003（04）.