摘要：文章論述了Profibus-DP現(xiàn)場總線在PCB壓合過程的物流輸送控制中的應(yīng)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(shè)計，實現(xiàn)了PLC自動控制疊板、拆板、清洗等工藝步驟。

關(guān)鍵詞：PROFIBUS-DP；PLC；PCB壓合；物流控制系統(tǒng)；物流輸送控制 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP272 文章編號：1009-2374（2015）12-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.011

1 概述

PCB壓合系統(tǒng)是生產(chǎn)PCB板的主要工序，PCB板是整個電子行業(yè)的基礎(chǔ)元件，沒有PCB板就沒有“現(xiàn)代科技”。PCB壓合系統(tǒng)由壓合機系統(tǒng)、工藝底板輸送系統(tǒng)、工藝鋼板清洗輸送系統(tǒng)、工藝蓋板輸送系統(tǒng)、銅箔疊配輸送系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。整個工序的工藝設(shè)備共計33臺，有較大的占地面積，各子系統(tǒng)相互聯(lián)系緊密。毫無疑問，這是一個集散控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)現(xiàn)場級控制系統(tǒng)與車間級傳統(tǒng)的現(xiàn)場控制系統(tǒng)，是一對一連接現(xiàn)場層設(shè)備與控制器的，即是I/O接線方式，其缺點主要是集成信息的能力較弱，系統(tǒng)也不夠開放，無法擴展，有時不能保證可靠性，維護起來也略微困難。PCB壓合系統(tǒng)是一個可靠性要求很高的系統(tǒng)，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，將出現(xiàn)大批價格昂貴的銅箔、內(nèi)層板報廢。本文在此背景下，提出了基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的PCB壓合控制系統(tǒng)的控制方案。

2 控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

PCB壓合系統(tǒng)由壓合機系統(tǒng)、工藝底板輸送系統(tǒng)、工藝鋼板清洗輸送系統(tǒng)、工藝蓋板輸送系統(tǒng)、銅箔疊配輸送系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。其中壓合機系統(tǒng)由于是德國制造，無法集中考慮，因而是單獨DCS控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)分為四個子系統(tǒng)，即工藝底板輸送系統(tǒng)，工藝鋼板清洗輸送系統(tǒng)，工藝蓋板輸送系統(tǒng)，銅箔、鋼板疊配輸送系統(tǒng)等。37臺變頻器、觸摸屏和二層的PLC通過PROFIBUS總線有機連在一起。省去了大量的I/O點和布線費用，可靠性也得到了極大的提升。具體主要有以下六部分：

2.1.1 主站S7-300，主要負責銅箔、鋼板疊配輸送系統(tǒng)按“三明治”規(guī)律全自動的運動控制及收集各個子系統(tǒng)EM277通信模塊發(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（包括銅箔規(guī)格、鏡板規(guī)格、內(nèi)層代碼、成品代碼），再通過總控工控機的PQ20橋接模塊發(fā)送給總控進行

處理。

2.1.2 從站（工藝底板輸送系統(tǒng)）的S7-200負責工藝底板在拆板和排板之間按規(guī)定的路線高效傳送和精確定位，從站內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息和運動狀態(tài)信息（工藝底板傳送的路線各工位的狀態(tài)信息，例如“正在輸送”、“允許輸送”、“禁止進入”）通過PROFIBUS總線送至主站進行處理。主站隨時掌握各子系統(tǒng)的運動狀態(tài)。從站內(nèi)，大量的I/O信號不進入主站，由從站的S7-200處理。如傳感器等運動控制，由從站的S7-200按設(shè)定的程序執(zhí)行。由于其間設(shè)備距離比較近，從站的S7-200和主站S7-300之間的數(shù)據(jù)通過PROFIBUS總線進行交換，因而大大節(jié)省了相關(guān)的電纜敷設(shè)費用。

2.1.3 從站（工藝鏡板清洗輸送系統(tǒng)）的S7-200負責成品分解、鋼板的磨刷清洗、儲存及高效輸送。通過PROFIBUS總線送至主站進行處理。主站隨時掌握本站的運動狀態(tài)。本從站內(nèi)，大量的I/O信號不進入主站，由從站的S7-200處理。傳感器等運動控制，由從站的S7-200按設(shè)定的程序執(zhí)行。從站的S7-200和主站S7-300之間距離較進，其數(shù)據(jù)通過PROFIBUS總線進行交換，因而大大節(jié)省了相關(guān)的電纜敷設(shè)費用。

2.1.4 從站（工藝蓋板輸送系統(tǒng)）的S7-200負責工藝蓋板在上料和卸料之間的高效傳送和精確定位，從站內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息和運動狀態(tài)信息（工藝蓋板存放工位高度、工藝蓋板卸載工位、工藝蓋板放置工位的狀態(tài)信息，例如“正在輸送”、“允許放置”、“禁止進入”、“正在校正”）通過PROFIBUS總線送至主站進行處理。本從站內(nèi)，大量的I/O信號不進入主站，由從站的S7-200處理。傳感器等運動控制，由從站的S7-200按設(shè)定的程序執(zhí)行。由于從站的控制系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備距離比較近，從站的S7-200和主站S7-300之間的數(shù)據(jù)通過PROFIBUS總線進行交換，因而大大節(jié)省了相關(guān)的電纜敷設(shè)費用。

2.1.5 從站彩色觸摸屏，負責本系統(tǒng)內(nèi)的手動操作、數(shù)據(jù)設(shè)定及運動控制的動態(tài)顯示。

2.1.6 總控工控機由于信息采集的關(guān)系，也屬于PROFIBUS的從站，總控可以通過組態(tài)軟件顯示系統(tǒng)的運行與產(chǎn)品信息，總控組態(tài)軟件也可以將信息傳入到SQL數(shù)據(jù)庫中以保存信息。

基于PROFIBUS-DP的PCB壓合控制系統(tǒng)的平面布置圖中顯示：控制系統(tǒng)分為總控室（工控機）、系統(tǒng)主站：“三明治”疊配系統(tǒng)、系統(tǒng)從站1：工藝底板輸送；系統(tǒng)從站2：工藝鏡板清洗輸送；系統(tǒng)從站3：工藝蓋板

輸送。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計包含主站軟件、3個從站軟件、總控工控機軟件。

2.2.1 主站軟件：主站軟件包括S7-300硬件組態(tài)，分配DP地址，從站的輸入輸出字節(jié)地址、與3個從站（S7-200）內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息和運動狀態(tài)信息通信、與總控工控機的數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)程序、“三明治”疊配系統(tǒng)的控制程序。

第一，S7-300硬件組態(tài)：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。

第二，與3個從站（S7-200）內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息和運動狀態(tài)信息通信：主站S7-300與從站S7-200通訊，其數(shù)據(jù)通過EM277模塊從主站傳輸給從站，達到數(shù)據(jù)交換。在S7-200的程序中，V0.0～V3.7是作為S7-300主機向S7-200主機傳送數(shù)據(jù)的輸入點使用的，V4.0～V7.7是作為S7-200主機向S7-300主機傳送數(shù)據(jù)的輸出點使用的，在S7-200中作為輸出給S7-300的數(shù)據(jù)，可以是Q*.*，也可以是I*.*，而作為S7-300輸出給S7-200的數(shù)據(jù)，可以是Q*.*，或者是I*.*，例如S7-200站的I0.0，可以通過V4.0～V7.7間任一點傳送到S7-300主站上去，也可以讓S7-300主站通過V0.0～V3.7間任一點傳送到S7-200站來。

第三，總控工控機軟件，可將采集到的所有數(shù)據(jù)，經(jīng)過PROFIBUS-DP存入總控工控機的SQL 2000數(shù)據(jù)庫

存儲。

2.2.2 從站（工藝底板輸送系統(tǒng)）軟件：工藝底板高效輸送和精確定位的控制程序、向主站發(fā)送工藝底板傳送的路線各工位的狀態(tài)信息（例如“正在輸送”、“允許輸送”、“禁止進入”）和接受主站指令信息。

2.2.3 從站（工藝鏡板清洗輸送系統(tǒng)）軟件：成品分解、鏡板磨刷清洗、儲存及高效輸送的控制程序、向主站發(fā)送工藝鏡板傳送的路線各工位的狀態(tài)信息（例如“正在輸送”、“允許輸送”、“禁止進入”、“正在清洗”）和接受主站指令信息。

2.2.4 從站（工藝蓋板輸送系統(tǒng)）軟件：工藝蓋板在上料和卸料之間的高效傳送和精確定位的控制程序、向主站發(fā)送從站內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息和運動狀態(tài)信息（工藝蓋板存放工位高度、工藝蓋板卸載工位、工藝蓋板放置工位的狀態(tài)信息，例如“正在輸送”、“允許放置”、“禁止進入”、“正在校正”）和接受主站指令信息。

2.2.5 總控工控機軟件：工控機的程序用VB編寫，VB通過ADO對象，對SQL 2000數(shù)據(jù)庫進行插入、查詢、刪除等操作，記錄顯示各個工位數(shù)據(jù)信息和運動狀態(tài)信息。

參考文獻

[1] 王國華.現(xiàn)代物流技術(shù)與裝備[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

作者簡介：何云松（1973-），男，浙江杭州人，杭州華日電冰箱股份有限公司工程師，研究方向：自動化控制。

（責任編輯：周 瓊）