【正文】 的 發(fā)展的方向 是 分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，現(xiàn)場總線技術(shù) 的發(fā)展正是順應(yīng) 了 這一方向，并 成為全球工業(yè)自動化技術(shù) 行業(yè) 的熱點(diǎn)，受到 業(yè)界 的普遍關(guān)注。 硬件連接 ....................................... 錯誤 !未定義書簽。 真空等離子焊接系統(tǒng)的硬件連接分析 ...............................14 5 軟件設(shè)計 .........................................................15 上位機(jī)軟件設(shè)計 .................................................15 真空等離子焊接 PLC 控制的實(shí)現(xiàn) ...................................17 充氬過程 PLC 控制的實(shí)現(xiàn) .........................................19 結(jié)束語 ..............................................................22 致 謝 ..............................................................23 參 考 文 獻(xiàn) .........................................................24 32 頁 1 引言 隨著 科技 的 迅速 發(fā)展，自動化 技術(shù) 和先進(jìn)控制 技術(shù)在 工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的普及 。 現(xiàn)場總線國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)況 自 20 世紀(jì) 80 年代中期現(xiàn)場總線技術(shù)問世以來， 在十幾年中行業(yè)中出現(xiàn)了 兩百多種現(xiàn)場總線技術(shù)。 在加拿大渥太華召開的現(xiàn)場 總線標(biāo)準(zhǔn)會議 中通過了 IEC61158是現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn)的決定，其中有 8 種類型的現(xiàn)場總線可以作為國際標(biāo)準(zhǔn)，這 8種類型分別 是： （ 1） ControlNet（美國 Rockwell 公司支持） （ 2） Profibus（德國 Siemens 公司支持） （ 3） Interbus（德國 PhoenixContact 公司支持） （ 4） FFHSE（ FisherRosemount 公司支持） （ 5） SwfitNet（美國 Boeing 公司支持） （ 6） WorldFIP（法國 Alstom 公司支持） （ 7） PNet（ 月麥 ProcessDate 公司支持） 再加上 IECTL7B 通過 的 3 種現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)，分別為 SDS（ Smart Distributed System）。 隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 飛快 發(fā)展， Ether 和 TCP/IP 技術(shù) 也運(yùn)用到 了工業(yè)現(xiàn)場。 TCP/IP 協(xié)議的采用，真正 實(shí)現(xiàn) 了 Inter/Intra／ Infra 測控管一體化網(wǎng)絡(luò) ， 使得 車間 的管理深入到控制現(xiàn)場 ， 操作人員不 用到車間 就可以通過 Inter 監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn) 的 過程，實(shí)現(xiàn) 了 遠(yuǎn)程系統(tǒng)調(diào)試和設(shè)備故障診斷。同時， PROFIBUS通過便捷的協(xié)議、較高的性價比以及 采用 RS485 的傳輸技術(shù) 控制了它的成本， 適合 我國的國情，應(yīng)該在生產(chǎn)中 廣泛采用 。 （ 1）上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，主要是整個加工過程的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，然后將這些對設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)控參數(shù)記錄下來，從而分析數(shù)據(jù)的變化，方便操作人員及時發(fā) 32 頁 現(xiàn)運(yùn)行中的情況，診斷、發(fā)布和實(shí)施預(yù)警。 全文分為五章，各章內(nèi)容如下： 第一章：介紹了現(xiàn)場總線技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，本課題的內(nèi)容及目標(biāo)。 第五章：真空等離子焊接系統(tǒng)的上位機(jī)軟件開發(fā)和設(shè)計，對真空等離子焊接和充氬過程 PLC 控制的實(shí)現(xiàn)。 線形、總線形、星形、環(huán)形 等 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 是 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 常采用的 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 為了 滿足本質(zhì)安全和防爆要求 ， 常 采 用廉價的雙絞線 作為數(shù)據(jù)傳輸線， 同時使得 現(xiàn)場設(shè)備 可以 利用數(shù)據(jù)通信線 來 供電。目前，世界上許多自動化產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的設(shè)備都提供 PROFIBUS 接口。其物理結(jié)構(gòu)為 RS485，傳輸速率為 ～ 12Mb/s。它在保持 DP 協(xié)議的同時，增加了對現(xiàn)場儀表的饋電功能，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是 IEC611582。從 PROFIBUS 協(xié)議方面 的定義，主站 也稱為主動站。 協(xié)議結(jié)構(gòu) PROFIBUS 協(xié)議的結(jié)構(gòu)根據(jù) ISO7498 國際標(biāo)準(zhǔn)以開放系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) OSI 為參考模型，如圖 所示。 PROFIBUSPA 數(shù)據(jù)傳輸采用的是擴(kuò)展的 PROFIBUSDP 協(xié)議，根據(jù)IEC611582 標(biāo)準(zhǔn)，這種傳輸技術(shù)使現(xiàn)場設(shè)備通過總線供電，從而確保其安全性。數(shù)據(jù)和電源 在 涉及過程自動化時的傳 送必須在同一根電纜上。 RS485傳輸技術(shù) 的 特性如 下： ① 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌簝啥擞袔щ娫吹目偩€終端電阻的線性總線，短截線的波特率 。 ④ 插頭連接器： 9 針 D 插頭連接器為佳。此項(xiàng)技術(shù)是一種可進(jìn)行無電流的連續(xù)傳輸 的 位同步協(xié)議，通常稱為 H1。 （ 4） 每段只 需要 一個供電裝置； （ 5） 線型、星型和樹型網(wǎng)絡(luò) 可 允許使用。 表 IEC 611582 傳輸技術(shù)特性表 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)字式，位同步，曼徹斯特編碼 傳輸速率 ，電壓式 數(shù)據(jù)可靠性 預(yù)兆性，采用起始和終止限定符 來 避免誤差 32 頁 電纜 雙絞線（屏蔽或非屏蔽） 遠(yuǎn)程電源 通過數(shù)據(jù)線 ， 可選 為 附件 防爆型 可進(jìn)行本質(zhì)安全和非本質(zhì)安全 的 操作 拓?fù)? 線型或樹型，或 者 兩者結(jié)合型 站數(shù) 每站最多 32 個，最多 126 個 轉(zhuǎn)發(fā)器 可擴(kuò)展至最多四個 PROFIBUS 系統(tǒng) 也 可使用光纖導(dǎo)體 來 增加高速傳輸?shù)淖畲缶嚯x ， 在電磁干 擾很大的環(huán)境下應(yīng)用。在 PROFIBUS 中，現(xiàn)場總線控制數(shù)據(jù)鏈路 為 第 2 層。因此，主站與從站之間的主從方式 和 主站從站間的令牌傳遞方式 是 PROFIBUS 采取的 總線存取協(xié)議。 在 PROFIBUS中，令牌只在各主站之間通信時使用。在這個過程中 ,令牌在規(guī)定的時間 里 按照地址 的 升序在每個主站 按照次序 傳遞。 表 Profibus 第二層子集表 服務(wù) 功能 DP PA FMS SDA 發(fā)送數(shù)據(jù)要應(yīng)答 SRD 發(fā)送數(shù)據(jù)不需要回答 SDN 發(fā)送數(shù)據(jù)不需要回答 CSRD 循環(huán)性發(fā)送和請求回答的數(shù)據(jù) 3 真空等離子焊接的 原理及應(yīng)用 真空等離子焊接 生產(chǎn)技術(shù)目前得到了越來越多的重視，現(xiàn)在主要應(yīng)用于 鈦合金自耗電極制備 的生產(chǎn)， 熔煉 中 的生產(chǎn)效率 、 冶金質(zhì)量 和其 控制系統(tǒng)的可靠性 和 穩(wěn)定 性相 32 頁 關(guān) 。 氣體保護(hù)焊可分為不熔化極（鎢極）氣體保護(hù)焊和熔化極氣體保護(hù)焊。它是在惰性氣體的保護(hù)下，利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種 焊接方法 。 等離子焊接的原理 等離子焊接是 TIG 焊的升級。焊接時可以外加填充金屬，也可以不加填充金屬。但等離子弧焊設(shè)備比較復(fù)雜，對焊接參數(shù)的控制要求高。但是，通過在焊炬中安置電極，能將等離子弧從保護(hù)氣體的氣囊中分離出來，隨后推動等離子通過孔型良好的銅噴管 將弧壓縮。雖然可提高等離子氣流速度來增加焊接熔池的度深，但會造成在紊亂的保護(hù)氣流中，混入空氣和保護(hù)氣體的風(fēng)險。 32 頁 圖 真空等離子焊接的功率 由于等離子 電弧 的 能量密度 非常 高，溫度及剛直性（能量密度可達(dá) 10000w/平方厘米 到 100000w/平方厘米，弧柱中心溫度可達(dá) 18000K 到 24000K 以上，焰流速度可達(dá) 250m/s 以上），等離子電弧具有 以下 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 能量密度 很 大， 穿 透能力強(qiáng)，電弧方向性強(qiáng)，在相同的情況下，等離子焊接速度要 比 鎢極 氬弧焊 快的多 。 的范圍內(nèi)變化 ,而等離子焊 接在 177。 （ 4） 等離子電弧 在 電流 很 小時仍 能保持 穩(wěn)定 ，這是由于 熱電離度較高 和 壓縮效應(yīng) 的優(yōu)點(diǎn)所致 。真空焊箱包括爐室、真空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)、焊接電源和焊槍系統(tǒng)、爐內(nèi)移動臺車和夾具、氬氣流量控制系