現(xiàn)場總線系統(tǒng)技術(shù)在汽車生產(chǎn)物流管理中的應(yīng)用

INTERBUS是面向I/O的國際標(biāo)準(zhǔn)總線，其恒定的2M傳輸速率，集總幀的數(shù)據(jù)傳輸方式，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，使得控制系統(tǒng)與現(xiàn)場I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換具有很高的實(shí)時(shí)性，是國際上公認(rèn)的高速總線。INTERBUS具有強(qiáng)大的總線組態(tài)、監(jiān)控、故障診斷功能，在總線控制板、現(xiàn)場I/O設(shè)備以及CMD軟件上都能對(duì)每一個(gè)總線設(shè)備的狀況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)故障的診斷快，從而極大地提高了控制系統(tǒng)的易維護(hù)性和可靠性。INTERBUS是一種簡單器件級(jí)簡單網(wǎng)絡(luò)，是一種開放的串行總線系統(tǒng)，可將不同廠家的現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)品統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需的網(wǎng)絡(luò)。因此，INTERBUS總線在汽車生產(chǎn)物流系統(tǒng)中有獨(dú)特的優(yōu)勢和吸引力。

三、汽車生產(chǎn)物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

汽車生產(chǎn)物流系統(tǒng)用于支持同步化物流的需求，系統(tǒng)能使物料供應(yīng)及時(shí)、高效，同時(shí)節(jié)省線邊占用空間，減少線邊庫存，并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)缺料次數(shù)的時(shí)間與頻次、原因，可有效防止不必要的延誤、等待時(shí)間甚至由于物料短缺產(chǎn)生停線的問題。整個(gè)系統(tǒng)由監(jiān)控管理部分、主控部分、呼叫部分和應(yīng)答部分組成，如圖1所示。監(jiān)控管理部分采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控管理、人機(jī)交流、數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)保存。主控部分IBSRFC430控制器采用586CPU，提供了一個(gè)基于嵌入式技術(shù)的硬件平臺(tái)。集成了總線控制板、程序控制器和Ethernet的標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集，控制層的邏輯控制，直到與管理層的信息交換的三位一體的體系結(jié)構(gòu)。通過Ethernet可以直接對(duì)總線系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和監(jiān)控。呼叫部分通過現(xiàn)場總線I/O模塊（SAB模塊），SAB模塊具有IP67的防護(hù)等級(jí)，可直接安裝于車間現(xiàn)場，采集檢測現(xiàn)場工位呼叫情況，再通過現(xiàn)場總線送到主控部分（遠(yuǎn)程總線控制器（RFC430））處理，處理信息再送到應(yīng)答部分（帶現(xiàn)場IOINLINEBK中繼器模塊和串口RS232通訊模塊），通過串口RS232通訊模塊送到LED顯示屏顯示所需要的工位材料。

四、工業(yè)監(jiān)控軟件組態(tài)王與現(xiàn)場設(shè)備的無縫聯(lián)接

為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)工業(yè)監(jiān)控軟件和現(xiàn)場設(shè)備信號(hào)連接問題，我們利用OPC（OLEforProcessControl，過程控制中的對(duì)象連接嵌入技術(shù)）技術(shù)。OPC是一項(xiàng)技術(shù)規(guī)范和開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，它采用微軟公司的OLE、COM（componentobjectmodel）和DCOM（distributecomponentobiectmodel）等技術(shù)，并受到眾多自動(dòng)控制設(shè)備制造商的支持。OPC作為自動(dòng)化系統(tǒng)、現(xiàn)場總線、現(xiàn)場總線設(shè)備和辦公管理應(yīng)用程序之間的有效連接方式，使辦公室和現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換簡捷化、標(biāo)準(zhǔn)化。

汽車生產(chǎn)物流系統(tǒng)中往往需要使用各種不同的供應(yīng)商的自動(dòng)化設(shè)備，以前為了與各設(shè)備通訊，必須設(shè)計(jì)一個(gè)專用的通訊接口，而且各工業(yè)監(jiān)控軟件必須與每一設(shè)備建立單獨(dú)聯(lián)接（圖2）。而采用OPC技術(shù)后，由于各自動(dòng)化設(shè)備對(duì)OPC的支持和OPC基于OLE、COM、DCOM技術(shù)的特點(diǎn)，就能將所有自動(dòng)化設(shè)備都與同一OPCServer連接，而各工業(yè)監(jiān)控軟件都使用COM和DCOM技術(shù)與OPCServer連接，通過OPCServer與各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備通訊（圖3）。通過采用OPC技術(shù)，極大地簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使原來錯(cuò)綜復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)變得簡單清晰，各工業(yè)監(jiān)控軟件只需注意與OPCServer之間的數(shù)據(jù)交換，而不必?fù)?dān)心具體設(shè)備的連接問題。INTERBUSOPCServer是Phoenix公司為INTERBUS總線系統(tǒng)專門開發(fā)的OPCServer，工業(yè)監(jiān)控軟件通過它可以很方便的與INTERBUS總線的現(xiàn)場設(shè)備通訊。

五、結(jié)束語

現(xiàn)場總線具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)和強(qiáng)大的系統(tǒng)診斷能力，它提高了系統(tǒng)的可靠性與可維護(hù)性，由于其設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，因而設(shè)計(jì)簡單、易于重構(gòu)。現(xiàn)場總線技術(shù)不僅是工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，同時(shí)也是控制理論研究方向。它開辟了工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域新時(shí)代，被稱為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。

本文在分析了PROFIBUS及INTERBUS特性的基礎(chǔ)上，著重闡述了INTERBUS現(xiàn)場總線在汽車生產(chǎn)物流監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。并通過OPC服務(wù)器使得上層組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)與底層遠(yuǎn)程控制器之間實(shí)現(xiàn)了無縫銜接，使得整個(gè)系統(tǒng)處于一種開放的狀態(tài)，具有良好的可擴(kuò)展性。