現(xiàn)場總線技術在數(shù)控機床中的應用

文章作者：臺翰機械　發(fā)布時間：2018-07-20 13:39:41　瀏覽次數(shù)：2386次

摘要：機床尤其是數(shù)控機床作為作業(yè)母機，在各行各業(yè)中的作用眾所周知，在機床的規(guī)劃與制作中，規(guī)劃師們一直在精雕細鏤地前進機床的性能與產(chǎn)品外觀，機床的藝術造型作為規(guī)劃師們的必修課，困擾機床規(guī)劃師的一個難題是機床的接線接收，不管規(guī)劃師

機床尤其是數(shù)控機床作為作業(yè)母機，在各行各業(yè)中的作用眾所周知，在機床的規(guī)劃與制作中，規(guī)劃師們一直在精雕細鏤地前進機床的性能與產(chǎn)品外觀，機床的藝術造型作為規(guī)劃師們的必修課，困擾機床規(guī)劃師的一個難題是機床的接線接收，不管規(guī)劃師怎樣精心規(guī)劃機床外觀，一旦將管線接上之后，咱們就會發(fā)現(xiàn)眼前的機器就像一個插滿了管子、牽滿了電線的“重患者”。還有一個難題就是點對點的控制線、動力線及信號線等線路之間的抗干擾和聯(lián)接松動等情況，這更是令現(xiàn)場電氣工程師們頭疼的一個問題，現(xiàn)場總線技術的出現(xiàn)為有用處理這些問題供應了福音。

現(xiàn)場總線的首要特色

1.系統(tǒng)的打開性

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是個自我封閉的系統(tǒng)，一般只能通過作業(yè)站的串口或并口對外通訊。在現(xiàn)場總線技術中，用戶可按自己的需求和方針，將來自不同供貨商的產(chǎn)品組成巨細隨意的系統(tǒng)。

2.可操作性與可靠性

現(xiàn)場總線在選用相同的通訊協(xié)議情況下，只需選擇適宜的總線網(wǎng)卡、插口與適配器即可結束互連設備間、系統(tǒng)間的信息傳輸與溝通，大大減少接線與查線的作業(yè)量，有用前進控制的可靠性。

3.現(xiàn)場設備的智能化與功用自治性

傳統(tǒng)數(shù)控機床的信號傳遞是模擬信號的單向傳遞，信號在傳遞進程中發(fā)作的過失較大，系統(tǒng)難以活絡判別缺點而帶缺點工作。而現(xiàn)場總線中選用雙向數(shù)字通訊，將傳感測量、補償核算、工程量處理與控制等功用松散到現(xiàn)場設備中結束，可隨時確診設備的工作情況。

4.對現(xiàn)場環(huán)境的習氣性

現(xiàn)場總線是作為習氣現(xiàn)場環(huán)境作業(yè)而規(guī)劃的，可支撐雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線及電力線等，其具有較強的抗干擾才干，能選用兩線制結束送電與通訊，并可滿意安全及防爆要求等。

現(xiàn)場總線使系統(tǒng)更活絡

總歸，在數(shù)控機床中，各種控制器、實行器以及傳感器之間通過現(xiàn)場總線聯(lián)接，線纜少、易敷設、結束成本低，而且系統(tǒng)規(guī)劃愈加活絡，信號傳輸可靠性高且抗干擾才干強。數(shù)控機床依據(jù)現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)將逐步代替原有控制系統(tǒng)，雜亂的線束將被現(xiàn)場總線所代替。據(jù)資料介紹，現(xiàn)在國內(nèi)現(xiàn)已成功開宣告運用于高檔數(shù)控機床的總線式數(shù)控系統(tǒng)，具有支撐32軸6通道、768IN/512OUT開關量控制，且支撐用戶二次開發(fā)。

現(xiàn)場總線系統(tǒng)是現(xiàn)場表面和數(shù)字控制系統(tǒng)輸入輸出之間的全數(shù)字化、雙向、多站通訊的系統(tǒng)。它將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制表面，使它們各自都具有了數(shù)字核算和數(shù)字通訊才干，選用可進行簡略聯(lián)接的雙絞線等作為總線，把多個測量控制表面聯(lián)接成網(wǎng)絡系統(tǒng)，并按揭穿、標準的通訊協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個微機化測量控制設備之間以及現(xiàn)場表面與遠程監(jiān)控核算機之間，結束數(shù)據(jù)傳輸和信息溝通，構成各種習氣實際需求的主動控制系統(tǒng)。

1.2現(xiàn)場總線技術的利益

與傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)比較，現(xiàn)場總線系統(tǒng)從規(guī)劃、設備、投運到正常出產(chǎn)工作及檢修維護，都體現(xiàn)出恰當?shù)膬?yōu)越性。

(1)減少硬件數(shù)量和出資：松散在現(xiàn)場的智能設備能直接實行多種傳感、測量、控制、報警和核算功用，因而可減少變送器的數(shù)量，不再需求獨自的調(diào)度器，核算單元等，也不再需求一些信號調(diào)度、改換等功用單元。

(2)節(jié)省設備費用：一對雙絞線或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€設備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線規(guī)劃與接頭校對的作業(yè)量也大大減少。

(3)節(jié)省維護開支：現(xiàn)場總線設備具有自確診與簡略缺點處理的才干;通過數(shù)字通訊將相關的確診維護信息送往控制室，用戶能夠查詢?nèi)吭O備的工作、確診維護信息，以便前期剖析缺點原因并快速打掃。

(4)用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權：用戶能夠自在選擇不同廠商所供應的設備來集成系統(tǒng)。

(5)前進了系統(tǒng)的準確性與可靠性：與模擬信號比較，它從根本上前進了測量與控制的精確度，減少了傳送過失，前進了系統(tǒng)的作業(yè)可靠性。  　　本實驗系統(tǒng)選取熱工出產(chǎn)進程中常見的溫度、壓力、流量和液位作為控制方針，選用依據(jù)Profibus現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)。下面分別介紹系統(tǒng)的結構和軟件組態(tài)。

2.1系統(tǒng)結構

系統(tǒng)安置如圖1所示。它首要包含現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡、液位控制臺、流量控制臺、壓力控制臺、溫度控制臺、上位機系統(tǒng)和PLC，這是一個典型的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)。  　　現(xiàn)場總線技術的一個顯著特色是其打開性。它將本來封閉、專用的系統(tǒng)變成打開、標準的系統(tǒng)。使得不同制作商的產(chǎn)品能夠互連，也使得第三方的軟件能夠方便地在不同的硬件平臺上運用，然后簡化了用戶對  系統(tǒng)的開發(fā)。在本系統(tǒng)中，上位機監(jiān)控軟件就是用美國Wonderware公司的工控組態(tài)軟件InTouch7.1開發(fā)的，下面作扼要介紹。

2.2軟件組態(tài)

該軟件規(guī)劃要求能夠直觀地展示進程控制中的各個情況和參數(shù)，并對一些參數(shù)建立恰當?shù)膱缶瘷C制。軟件規(guī)劃的首要畫面有進程控制、報警監(jiān)控、趨勢畫面等。

其間，“進程控制”畫面如圖2所示。  　　現(xiàn)場總線的出現(xiàn)，給控制范疇帶來了一次改造，將開創(chuàng)主動化的新紀元。依據(jù)現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)FCS將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DCS。但就現(xiàn)在情況來看，現(xiàn)場總線技術的展開還存在著一些問題，需求咱們共同努力來處理。

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