【正文】 ，軟件實(shí)現(xiàn)是使用MCU微控制器，完全利用軟件實(shí)現(xiàn)PROFIBUSDP協(xié)議，軟件實(shí)現(xiàn)包括在MCU中進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)PROFIBUS－DP的全部功能，諸如PROFIBUS－DP通信協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層FDL服務(wù)存取點(diǎn)SAP程序編寫等，有相當(dāng)開發(fā)難度，而且受到單片機(jī)波特率的限制：按波特率的計(jì)算(32位或16位)：波特率=或者，由此得：；波特率=12M,T=65535；單片機(jī)主頻f=384M；波特率=12M，T=1；單片機(jī)主頻=92M而對(duì)于一般我們的單片機(jī)來說：=24M，T=65535。總線接驅(qū)動(dòng)芯片8051MCUI/OPROFIBUSDP總線圖32 使用單片機(jī)的PROFIBUSDP從站接口框圖 The interface using SCM diagram of PROFIBUSDP slave Station 使用PROFIBUS通信專用ASIC方案采用單片機(jī)、用PROFIBUS通信專用ASIC，如：SPM2，LSPM2，SPC3，SPC4，DPC31，ASPC2等芯片和一些外圍電路來實(shí)現(xiàn)。開發(fā)者是協(xié)議的應(yīng)用者，不必詳細(xì)了解協(xié)議的相關(guān)細(xì)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)PROFIBUSDPPA主/。PROFIBUS總線橋產(chǎn)品系列B系列PROFIBUS協(xié)議總線橋OEM系列嵌入式PROFIBUS接口G系列PROFIBUS網(wǎng)關(guān)RS232：到RS232總線橋RS485：到RS485總線橋MODMUS：到MODBUS總線橋SCANER到條碼掃描器總線橋CAN：到CAN總線橋OEM1：高速雙口RAM連接OEM2：通用型，串口連接OEM3：I/O型OEM4：PCI接口TCP/IP：PROFIBUS到TCP/IP網(wǎng)關(guān)LON：PROFIBUS到LONWORKS網(wǎng)關(guān)圖34 PROFIBUS總線橋產(chǎn)品系列框圖 The diagram of PROFIBUSBridge Products 方案確定通過對(duì)三種方案進(jìn)行比較，單片機(jī)+軟件的解決方案技術(shù)指標(biāo)低，開發(fā)周期長；PROFIBUS通信專用ASIC方案開發(fā)成本較低，技術(shù)指標(biāo)高，自主性高，但開發(fā)周期和產(chǎn)品成熟時(shí)間較長；PROFIBUS總線橋技術(shù)方案的特點(diǎn)是開發(fā)周期短、開發(fā)成本低產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)高，開發(fā)技術(shù)要求不高。第4章 PROFIBUSDP從站硬件選用PROFIBUS－DP從站總線橋技術(shù)解決方案接口確定為OEM(original equipment manufacturer)系列嵌入式PROFIBUS接口?？蓪⒂脩舢a(chǎn)品與PROFBUS總線連接，實(shí)現(xiàn)用戶產(chǎn)品數(shù)據(jù)到PROFIBUS的通信[4247]。(3) PBOEM3IO 是I/O型PROFIBUS接口，主要用于PROFIBUS鍵盤、操作面板、模擬顯示屏的通信接口。圖41 PBOEM2SE產(chǎn)品硬件原理框圖 The Principle diagram about PBOEM2SE PBOEM2SE技術(shù)指標(biāo)（1）PROFIBUSDP/V0協(xié)議符合標(biāo)準(zhǔn)JB/，用于測(cè)量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線。（5）可實(shí)現(xiàn)PROFIBUS用戶參數(shù)化功能。（6）接口板與用戶板接口為TTL異步串口，使用SW1~SW3可選擇：①自動(dòng)適應(yīng)用戶模板的5種波特率(9600、)，與SD完全兼容。（9）需用戶板提供2組5VDC供電：VCC/GND150mA和5V/0V100mA。見表42：表42 SE狀態(tài)表 SE State tableSE狀態(tài)用戶板應(yīng)進(jìn)行的操作10SE等待接收初始化數(shù)據(jù)發(fā)送初始化數(shù)據(jù)00SE等待接收PROFIBUS輸入數(shù)據(jù)發(fā)送PROFIBUS輸入數(shù)據(jù)11SE接收初始化數(shù)據(jù)完畢，正處在：分析初始化數(shù)據(jù)；發(fā)送初始化失敗報(bào)文；初始化PROFIBUS接口過程中；等待、接收SE接收初始化回答報(bào)文01；；；：等待SE請(qǐng)求初始化回答報(bào)文；：等待接收SE接收初始化回答報(bào)文；：等待接收PROFIBUS輸出數(shù)據(jù)； J210針接插件管腳定義說明J210提供給用戶用于電纜軟線外引PROFIBUS插頭。圖45 J116用戶模板 J116 User Template 外接口轉(zhuǎn)接板與OEM2SE模塊連接由于用戶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因，如果用戶PROFIBUS的D型插座需要較長的軟線連接到OEM2SE模塊上，PROFIBUS信號(hào)線應(yīng)從J210上引出，這就是連接方式1。外接口轉(zhuǎn)接板結(jié)構(gòu)尺寸通常與用戶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相關(guān)，用戶可根據(jù)需要自行制作，也可以從鼎實(shí)科技公司購買。圖47 外接口方式2 Interface 2 PBOEM2SE接口板功能選擇開關(guān)SW1 圖48 PBOEM2SE接口板功能選擇開關(guān) Functional selection switch about PBOEM2SE interface表46 開關(guān)功能說明 The note about functional switchSW1開關(guān)功能說明、串口波特率接口模式設(shè)置復(fù)位功能接口模式設(shè)置、接口模式設(shè)置 本章小結(jié)本章首先介紹了總線橋的特點(diǎn)，并對(duì)嵌入式PROFIBUS總線橋OEM產(chǎn)品進(jìn)行比較選擇，選定有PBOEM2SE構(gòu)成的從站接口模塊，是智能從站較為理想的開發(fā)工具，接著對(duì)PBOEM2SE的原理、技術(shù)指標(biāo)、外形尺寸、布局圖、接口板連接方式、功能等進(jìn)行了介紹。用戶模板的通信基本過程是：向接口板發(fā)初始化報(bào)文，接受到接口板初始化成功后，進(jìn)入數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，反復(fù)向接口板發(fā)送輸入數(shù)據(jù)和接受接口板輸出數(shù)據(jù)，接口板初始化報(bào)文格式。（7）用戶模板設(shè)置的站號(hào)必需和你在主站配置時(shí)設(shè)置的站號(hào)一致，如：使用STEP7在HARDWARD配置中你的用戶模板配置的站號(hào)要和你在用戶模板上設(shè)置的站號(hào)一致。收到初始化不成功報(bào)文，應(yīng)重新發(fā)送初始化報(bào)文，見“用戶模板串口通信程序流程圖”。UBYTEdatai,j,k,address,x,y。UBYTExdata*datawra0ff。wr90ff=0x90ff。/*0xc0ff是第一組8BIT輸入地址對(duì)應(yīng)硬件U13*/radd0ff=0x0d0ff。*wra0ff=0。for(i=0。nn++){x=x。*wra0ff=y。*wr90ff=0。i++){rebox[i]=trbox[i]=0。/*設(shè)置T2做波特率發(fā)生器*/TL2=0x0fa。T2CON=0x34。C/T2=0*//**//*串口設(shè)置成模式3即1個(gè)啟始位8個(gè)數(shù)據(jù)位1個(gè)偶校驗(yàn)位1個(gè)停止位*//*0xd0=11010000B。TB8=0。/*========================================================*//*形成接口板的初始化報(bào)文*//**/trbox[0]=address。while(y==0){REN=0。ACC=trbox[i]。}。for(j=0。if(P==RB8){rebox[j]=SBUF。}。/*接口板回答初始化不成功*/}else{/*有字符偶校驗(yàn)不成功*/y=0。){trbox[0]=*rdb0ff。i48。SBUF=trbox[i]。RI=0。ACC=SBUF。}。} 本章小結(jié)通信規(guī)約是通信的核心內(nèi)容，本章首先介紹了從站接口板PBOEM2S與用戶模板的通信規(guī)約，介紹了用戶模板的通信基本過程，最后，給出了用戶模板串口通信程序流程圖，并根據(jù)此流程圖進(jìn)行了程序軟件的編制。硬件搭建主要包括如下單元（如圖61）：（1）供料工作單元(來料分配)；（2）檢測(cè)工作單元(工件檢測(cè))；（3）操作手工作單元(機(jī)械手上下料)；（4）數(shù)控加工單元(三維數(shù)控銑床對(duì)工件加工及處理)；（5）圖象處理工作單元(質(zhì)量控制)；（6）機(jī)器人工作單元(5軸機(jī)器人自動(dòng)裝配)；（7）電伺服高位立體倉庫(料倉)；（8）操作手工作單元(工件輸出)； （9）成品分裝工作單元(工件分揀)； （10）傳輸帶工作單元； 圖61 綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái) Comprehensive testbed FMS柔性制造實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通信系統(tǒng)構(gòu)建本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為RS485接口，針對(duì)系統(tǒng)的RS485接口，采用嵌入式PROFIBUS總線橋，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)視及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。2）安裝總線橋，并與各單元的RS485接口連接。在PC機(jī)上安裝STEP7軟件。調(diào)試結(jié)果是一樣的。 對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行集中管理情況測(cè)試首先對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行了集中管理功能的測(cè)試，見圖64。圖64 加工程序的遠(yuǎn)程管理 Processing of remote management 機(jī)床參數(shù)的遠(yuǎn)程管理測(cè)試對(duì)機(jī)床參數(shù)進(jìn)行了遠(yuǎn)程管理測(cè)試，主要測(cè)試通過了如下內(nèi)容，見圖65。2）通訊狀態(tài)：聯(lián)機(jī)、脫機(jī)。（1）機(jī)床效率分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 經(jīng)過測(cè)試，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，驗(yàn)證了本課題所做工作的有效性。刀具開始使用時(shí)間、刀具結(jié)束使用時(shí)間，見圖68；（3）機(jī)床完好率、故障率分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。4）歷史記錄：報(bào)警信息、操作履歷、刀具壽命。圖65 參數(shù)的管理 The parameters of management 機(jī)床加工狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控為了實(shí)現(xiàn)對(duì)加工狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，主要測(cè)試通過了如下內(nèi)容，見圖66。(2) 數(shù)控機(jī)床的加工限制測(cè)試通過通信系統(tǒng)，鎖定機(jī)床上的程序編輯功能。通過RS485采集的全部數(shù)據(jù)通過PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)傳送到上位機(jī)，不經(jīng)過用戶協(xié)議轉(zhuǎn)換。第7步，打開HardwareCatalog\SIMATICPCBasedControl300/400\，雙擊。安裝用戶開發(fā)的PROFIBUS產(chǎn)品時(shí)，PROFIBUS電纜與插頭的連接B是紅色線，要注意電纜屏蔽層與PE的連接兩個(gè)PROFIBUS插頭終端電阻都要打到ON位置。表61 PROFIBUS系統(tǒng)配置詳單 The details of the PROFIBUS system configuration序號(hào)名稱說明制造商數(shù)量1PC機(jī)一般臺(tái)式機(jī)，Win2000或WinNT******1臺(tái)2CP5611PROFIBUS網(wǎng)卡SEIMENS1塊3WinAC基于PC的SoftPLC軟件SEIMENS1套4連接器PROFIBUS插頭，帶終端電阻SEIMENS2個(gè)5電纜PROFIBUS通信電纜SEIMENS20米6STEP7STEP7編程軟件，可使用演示版SEIMENS1套嵌入式總線橋圖62 PROFIBUS系統(tǒng)配置示意圖 The sketch of the PROFIBUS system configuration 系統(tǒng)的安裝及軟件調(diào)試 軟件、硬件的安裝(1) 硬件安裝實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的各單元已固定在機(jī)架上，硬件系統(tǒng)安裝的工作主要是通信系統(tǒng)的連接：1）安裝CP5611。 FMS柔性制造實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基本功能要求根據(jù)本課題的要求，對(duì)FMS柔性制造實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基本功能進(jìn)行了詳細(xì)地分析，并提煉出以下具體的要求：（1）具有三個(gè)以上標(biāo)準(zhǔn)的制造單元，具有自動(dòng)上下料功能的仿真數(shù)控機(jī)床；（2）應(yīng)含一套物料存儲(chǔ)運(yùn)輸系統(tǒng)，可以在機(jī)床的裝夾工位之間運(yùn)送工件和刀具；（3）可同時(shí)加工具有相似形體特征和加工工藝的多種零件；（4）能自動(dòng)更換刀具和工件；（5）能方便地上網(wǎng)，容易與其它系統(tǒng)集成；（6）能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，局部故障時(shí)，可動(dòng)態(tài)重組物流路徑；（7）控制系統(tǒng)接口為RS485。*wra0ff=rebox[1]。}。j48。}。ACC=trbox[i]。/*讀1個(gè)字接輸入置入輸入緩沖取*/REN=0。}。}/*接口板回答初始化成功*/else{y=0。/*偶校驗(yàn)不成功*/}。j++)/*接收接口板的回答*/{while(RI==0){}。RI=0。/*形成偶校驗(yàn)位*/SBUF=trbox[i]。i48。/*ID號(hào)高位*/trbox[2]=0x80。TI=0。SM2=0。TCLK=1。/*波特率=24000000/32/655360xfffa=125K*/RCAP2L=0x0fa。/*========================================================*//*讀實(shí)驗(yàn)板上撥碼開關(guān)作為站號(hào)*//**/address=*radd0ff。/**/