摘 要：本文論述了PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線在物流傳送帶控制中的應用，根據(jù)物流監(jiān)控系統(tǒng)的實際需要，完成了監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件的設計，實現(xiàn)了PLC控制傳送帶運動，物料條形碼、顏色、重量、形狀和尺寸數(shù)據(jù)的采集，物料的倉庫存取等操作。 關鍵詞：PROFIBUS-DP；PLC；物流傳送帶 中圖分類號：TP336 文獻標識碼：B [align=center]The Design of Transmission Belt’s Harmonious Control Based on PR0FIBUS CHEN guojian , XIE guanghan （Institute of Automation ,Guangdong University of Technology, Guangdong, Guangzhou, 510006,China） （廣東工業(yè)大學 自動化學院 廣東省 廣州市 510006）[/align] Abstract: This article discusses the PROFIBUS-DP control the logistics of conveyor belt, according to Logistics Monitoring the actual needs, completed a monitoring system hardware and software design, and the PLC control conveyor belt campaign materials bar code, color, weight, The shape and size of the data collection, such as access to materials warehouse operation. Keywords: PROFIBUS-DP；PLC；Transmission Belt 1 概述 自動化物流傳送帶已經(jīng)應用到工業(yè)生產(chǎn)的各個部門，廣泛應用于汽車、食品、醫(yī)藥、機械加工和電子元件生產(chǎn)線上，在國家的工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著現(xiàn)代化物流設備和工業(yè)總線的出現(xiàn)與發(fā)展，物流系統(tǒng)與生產(chǎn)制造系統(tǒng)有機的融為一體，形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)[1]。這就帶來了控制、通信結構復雜性和實現(xiàn)困難的問題。本文在此背景下，提出基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的物流傳送帶協(xié)調(diào)控制方案。 PROFIBUS現(xiàn)場總線[2]由西門子等公司制定的標準化規(guī)范，包括：用于主站之間通訊的FMS；用于過程行業(yè)從站之間通訊的PA；用于制造行業(yè)從站之間通訊的DP。因此本文就是研究設計基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的物流監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控生產(chǎn)線各個工位的數(shù)據(jù)采集，控制生產(chǎn)線傳動帶的運作。 2 系統(tǒng)硬件結構 本文設計的物流傳送帶負責產(chǎn)品物料的倉庫存取，運輸，條形碼檢測，電子標簽檢測，產(chǎn)品物料顏色檢測，產(chǎn)品重量檢測[3]等環(huán)節(jié)，是整個工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)加工運輸過程的重要組成部分。 基于PROFIBUS-DP的物流傳送帶的硬件結構如圖1所示。 [align=center] 圖1[/align] 系統(tǒng)分為兩層，PROFIBUS-DP主站S7-300，從站S7-200，及通過橋接模塊PQ20連接的工控機。橋接模塊PQ20主要是作協(xié)議轉換，把電腦的串口RS232協(xié)議轉換成PROFIBUS-DP的RS485協(xié)議。具體主要有以下五部分： （1） 主站S7-300，主要負責1、2、3號拐角后，條形碼與觸摸屏工位之間，形狀與尺寸工位之間的綠色傳送帶的運動控制，收集各個工位PQ20橋接模塊發(fā)送來的工位工作狀態(tài)信息（包括工位忙與不忙，操作中等）及工位采集數(shù)據(jù)的信息（包括物料條形碼數(shù)據(jù)等），再通過總控工控機的PQ20橋接模塊發(fā)送給總控進行處理。 （2） 從站傳送帶S7-200，負責1、2、3號拐角前的綠色傳送帶，拐角滾輪、鼎升、旋轉電機及圓拐角處滾輪電機的運動控制。 （3） 從站顏色觸摸屏工位的 S7-200，負責本工位滾輪傳送帶的運動控制，與We In View 觸摸屏MT506S通信，觸摸屏主要是用來顯示產(chǎn)品物料顏色與條形碼數(shù)據(jù)。 （4） 各個工位的工控機，包括采集物流產(chǎn)品物料的條形碼電子標簽工位、電子稱重工位、形狀檢測工位、尺寸檢測工位及堆垛機上下料工位。工控機的程序用VB編寫，主要負責本工位硬件控制，及通過串口發(fā)送本工位的工作狀態(tài)信息（包括工位忙與不忙，操作中等）及工位采集數(shù)據(jù)的信息（包括物料條形碼數(shù)據(jù)等）到橋接模塊PQ20上，PQ20完成協(xié)議轉換，把RS232轉換成RS485，工位信息傳送到主站S7-300上。完成PROFIBUS數(shù)據(jù)采集任務。 （5） 總控工控機，S7-300從PROFIBUS采集到的信息也是通過橋接模塊PQ20與總控工控機通信的，所以總控工控機其實也是PROFIBUS的從站，數(shù)據(jù)到了總控后通過VB編寫的監(jiān)控軟件，可以顯示各個工位的工作狀態(tài)，產(chǎn)品物料的各種信息，而且總控的VB程序還要負責把產(chǎn)品物料的各種信息存入MS SQL數(shù)據(jù)庫中，保存信息。 以下是物流生產(chǎn)線的工作流程的概述，如圖2所示： [align=center] 圖2[/align] 1） 產(chǎn)品物料從倉庫中通過堆垛機機器手取出，放到滾輪傳送帶上，傳送到拐角1； 2） 拐角1鼎升旋轉后，判斷條形碼工位是否忙，如果忙則產(chǎn)品物料停留在拐角1上，不忙則傳送產(chǎn)品物料到條形碼電子標簽工位。 3） 條形碼工位正常讀取完條碼及電子標簽后，判斷顏色觸摸屏工位是否忙，不忙則傳送產(chǎn)品物料到顏色觸摸屏工位，同時通過PROFIBUS發(fā)送數(shù)據(jù)到S7-300。 4） 顏色工位讀取完顏色數(shù)據(jù)后，拐角2不忙，送出產(chǎn)品物料，如果電子稱工位也不忙，則拐角2把物料送到電子稱重工位，顏色工位S7-200數(shù)據(jù)通過PROFIBUS發(fā)送。 5） 電子稱重工位獲得產(chǎn)品物料的重量后，也將判斷下面一個工位是否忙碌，不忙則送出物料，同時通過PROFIBUS發(fā)送工位狀態(tài)及數(shù)據(jù)到S7-300，剩下的形狀和尺寸工位同樣完成本工位數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送數(shù)據(jù)。 6） 經(jīng)過圓滾輪傳送帶，產(chǎn)品物料已獲得全部數(shù)據(jù)，將送到成品倉庫，這是將再次回到堆垛機上下料工位，送成品倉前會判斷物料的信息是否全部采集完，否則將從新回到生產(chǎn)線，再次采集數(shù)據(jù)，如果采集完成將送成品倉，完成物料生產(chǎn)線的工作流程。 3 系統(tǒng)軟件設計 軟件部分主要包括S7-300硬件組態(tài)[2]，分配DP地址，從站的輸入輸出字節(jié)地址，S7-300與S7-200的皮帶和滾輪控制程序，S7-300與總控工控機的數(shù)據(jù)收集轉發(fā)程序，總控及其它6個工位的VB程序設計。主站S7-300要協(xié)調(diào)S7-200與其它6個工位間的控制，6個工位除了要完成本工位數(shù)據(jù)采集外，還要往主站S7-300發(fā)送信息。 PROFIBUS-DP主站選用S7-300 CPU313C-2DP，從站用S7-200 CPU226，通訊速率選用1.5M/s。S7-300與200的PROFIBUS通訊需要通過EM277模塊實現(xiàn)，因此在硬件組態(tài)時，調(diào)用EM277模塊代替S7-200，各個工位的工控機也是從站，通過橋接模塊PQ20連接PROFIBUS，安裝了GSD文件后，在硬件組態(tài)中可以調(diào)用PQ20模塊。 由于采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線，主站和各從站的通訊無需編寫專門通訊程序，只要在S7-300硬件組態(tài)中，配置PROFIBUS總線DP地址與輸入輸出字節(jié)地址及字節(jié)數(shù)即可，如下表1所示。 [align=center] 表1[/align] 主站S7-300與從站S7-200通訊，需要通過EM277模塊，上表1中的EM277的DP地址需要與實際使用的EM277模塊上的旋轉開關一致。主站S7-300通過將其輸出區(qū)來的信息發(fā)給從站的輸出緩沖區(qū)（稱為“接收信箱”），從站將其輸入緩沖區(qū)（稱為“發(fā)送信箱”）的數(shù)據(jù)返回給主站的輸入?yún)^(qū)，這樣主站完成與從站交換數(shù)據(jù)。 硬件組態(tài)EM277時，設置V存儲器[2]偏移量為0，對于傳送帶工位的EM277，由于選用8Bytes Out/8Bytes In的輸入輸出區(qū)，則輸出數(shù)據(jù)（從主站S7-300來）放置在V存儲器中的VB0，輸入數(shù)據(jù)（傳送到主站）取自V存儲器的VB8。以下表2是S7-200的V存儲器對應S7-300的I/Q區(qū)域字節(jié)地址。 [align=center] 表2[/align] 主站S7-300協(xié)調(diào)傳送帶S7-200與其它6個工位間的控制，需要判斷工位的工作狀態(tài)，例如：顏色觸摸屏工位得到產(chǎn)品的顏色數(shù)據(jù)后，會查詢前面的拐角2是否空閑，如果空閑才降下檔片，放行產(chǎn)品物料進入拐角2，當拐角2完成帶產(chǎn)品物料的鼎升旋轉后，也會查詢前面電子稱重工位是否空閑，如果空閑才啟動滾輪傳送帶，把產(chǎn)品物料送出。以下是拐角2程序流程圖圖3。 [align=center] 圖3[/align] 各個工位采集到的物料數(shù)據(jù)，經(jīng)過PROFIBUS-DP發(fā)送到總控的工控機后，存入總控工控機的MS SQL 2000數(shù)據(jù)庫進行存儲。工控機的程序用VB編寫，VB通過ADO對象，對MS SQL 2000數(shù)據(jù)庫進行插入、查詢、刪除等操作，記錄各個物料產(chǎn)品的條形碼，電子標簽，產(chǎn)品物料顏色，產(chǎn)品重量等數(shù)據(jù)。以下是建立以條形碼數(shù)據(jù)為主鍵，建立一條存儲物料產(chǎn)品數(shù)據(jù)的記錄的VB程序代碼。 Public gadoConnect As New ADODB.Connection ‘ 創(chuàng)建一個新的ADO Connection對象 Dim strSQL As String strSQL = "INSERT INTO MASTER （barCode, eleLabel, Stat） " ‘ barCode為條形碼字段名 ‘ eleLabel為電子標簽字段名 ‘ Stat為工位號字段名 strSQL = strSQL & "VALUES （‘" & temp_Bracode7 & "‘, ‘" & temp_Elabel6 & "‘, 2）" gadoConnect.Execute strSQL ‘ 把條形碼與電子標簽寫入數(shù)據(jù)庫的MASTER表中 4 結束語 本物流生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)設計已投入應用，運行效果良好，能滿足中小型物流生產(chǎn)線的要求，采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線，取得相對廉價高速的數(shù)據(jù)傳輸效果，節(jié)省硬件數(shù)量與投資，節(jié)省維護開銷，又提高了系統(tǒng)的準確性與可靠性。隨著物流事業(yè)的發(fā)展，PROFIBUS現(xiàn)場總線會在物流生產(chǎn)線中應用得越來越廣泛。 參考文獻 [1] 王國華.現(xiàn)代物流技術與裝備[M].北京：中國鐵道出版社，2004. [2] 張運剛,宋小春.西門子S7-300/400 PLC技術與應用[M].北京:人民郵電出版社,2007. [3] 馬騰遠. 關于實時物流監(jiān)控系統(tǒng)設計技術探討[J]. 現(xiàn)代電子技術, 2007,（19）：12～13. 作者簡介: 陳國健 男 碩士研究生 研究方向：智能控制系統(tǒng)及應用 詳細通訊方式：廣州大學城外環(huán)西路100號廣東工業(yè)大學G162信箱 電話：15902054954 郵編: 510006 E-mail：ken-831001@163.com