PROFIBUS技术在汽车发动机缸盖线上的应用

熊庆迟 王永宏

Abstract：Once discovered， PROFIBUS network technology has been widely applied in various fields. The longer it is applied， the more obvious advantages of PROFIBUS network technology show， especially in the application of automobile engine cylinder head line. Scientific and reasonable application of PROFIBUS network technology can not only improve work efficiency， but also reduce production costs. The most important thing is to achieve real-time monitoring. Therefore， this paper mainly analyzes the application of PROFIBUS network technology in automobile engine cylinder head line. Firstly， it introduces PROFIBUS network technology in detail， then it specifically introduces two main communication modes of PROFIBUS network technology， namely DP communication technology and FDL communication technology. Secondly， it lists the specific application of PROFIBUS network technology in automobile engine cylinder head line， and finally makes a summary.

Key words：PROFIBUS Network Technology， cylinder head of automobile engine， online applications， DP communication technology， FDL communication technology

1 引言

PROFIBUS網络技术最开始并不是起源于中国，而是在1987年的时候，由德国的西门子公司首先提出的PROFIBUS网络技术这个概念。PROFIBUS网络技术主要是应用于自动化现场总线的一种标准。PROFIBUS网络主要适用于不同的可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）之间的通信。科学合理的使用PROFIBUS网络，可以从根本上提升工作速率，减少工作时间，降低工作成本，同时还可以减低仪器设备调试以及维修的难度，最主要的是，使用PROFIBUS网络可以实现实时监控。

2 PROFIBUS简介

PROFIBUS网络技术可以支持多种不同的通信协议，分别是DP通信协议、FDL通信协议、S7通信协议、PA通信协议以及FMS通信协议。每种通信协议都有不同的功能，不同的通信协议使用的范围也不一样，并且使用的特点也不一样。下面是对五种不同通信协议的具体介绍：

第一：DP通信协议在现场总线通信中使用的范围最广，因为它的使用条件很简单，同时相比之下，DP通信协议的功能也最强大。DP通信协议可以实现可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）和分布式I/O之间进行信息传输。最主要的是，DP通信协议可以使不同厂家生产的仪器设备之间实现通信。因为在进行现场总线布置的时候，会涉及到很多的仪器设备，这些仪器设备无论是同批次的，还是不同批次的，大多都是由不同的厂家生产的，所以在运行的时候就要选用合适的通信协议，因为有的通信协议就只支持由同一个厂家生产的仪器设备之间进行通信，也就是信息传输，但是并不支持由不同厂家生产的仪器设备之间进行通信。

第二：FDL通信协议的使用范围相对就比较狭义了，因为它有特定的使用范围。首先，FDL通信协议支持S7的可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）和可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）之间的通信;其次，FDL通信协议支持S7以及S5程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）和PC之间的通信，并且仅支持令牌主站与令牌主站之间的通信，并不支持令牌主站与令牌从站以及令牌从站与令牌从站之间的通信。

第三：S7通信协议是通过优化得来的一种通信协议，主要是由S7PLC在MPI、PROFIBUS以及ETHERNET网络的基础上优化而来的。首先，S7通信协议支持可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）之间的通信，并且仅支持令牌主站与令牌主站之间的通信，同样不支持令牌主站与令牌从站之间以及令牌从站与令牌从站之间的通信;其次，S7通信协议支持S7可编程逻辑控制器与HMI之间的通信。

第四：PA通信协议要使用扩展的 PROFIBUS-DP 协议进行通信，也就是数据传输。并且它有特定的应用行规，就是PA设备行规。

第五：FMS通信协议的使用范围最为狭义，FMS通信协议仅支持支持可编程逻辑控制器[1]（PLC逻辑控制器）与支持可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）之间的通信，并且仅用于支持可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）令牌主站与令牌主站之间的通信，同样不支持令牌主站与令牌从站之间以及令牌从站与令牌从站之间的通信。

PROFIBUS通信技术既可以使用集成的DP接口，也可以使用扩展的DP接口。并且PROFIBUS通信技术主要有两种通信方式，分别是DP通信和FDL通信。在实际使用中，要切实根据实际情况选择合适的通信方式，比如实际运行的数据量大小如何或者是实际运行时实时监控要求如何等等。

3 DP通信分析

PROFIBUS通信网络是一种令牌网络，令牌网络主要由令牌主站以及令牌从站组成的，通常情况下，令牌网络只有一个令牌主站，其他附属的都是令牌從站。所以DP通信技术就是通过PROFIBUS通信网络的令牌主站分别轮回询问其他附属的令牌从站实现的通信功能[2]。

可编程逻辑控制器（PLC逻辑控制器）通常本身就带有集成DP接口，但是可编程逻辑控制器在实际运行的时候，往往并不会只使用自己本身的集成DP接口。因为可编程逻辑控制器在实际运行的时候，还会通过通信模块扩展出其他的虚拟DP接口，然后将这些DP接口都投入到使用中。但是这些扩展的DP接口在使用的时候，占用的并不是I区或者是O区，而是占用的虚拟通信区，因为这些扩展的DP接口并不是实际存在的，而是可编程逻辑控制器通过通信模块虚拟出来的。

4 FDL通信分析

FDL通信技术则是通过实现各个站之间的通信实现的通信功能。FDL通信技术使各个令牌从站都具有了令牌主站的功能，进而无论是令牌主站与令牌主站之间，还是令牌从站与令牌从站之间都可以建立通信连接，进而实现数据交互，并且并不是只有两个站之间才能进行通信，也可以是多个站之间建立通信连接，这样就可以增加信息交互的速度[3]。

FDL通信技术不仅可以实现同一个项目中的可编程逻辑控制器之间的通信，还可以实现不同项目之间的可编程逻辑控制器通信。所以FDL通信技术的使用范围就很广，尤其适用于设计方很多、设计方案很多以及设计人员很多的较为繁琐的项目。

5 PROFIBUS网络技术在汽车发动机缸盖线上的具体应用

PROFIBUS网络技术在汽车发动机缸盖线上的应用有很多，本次主要通过区分通讯方式分别介绍两种具体应用，分别是DP通讯技术的具体应用，以及FDL通讯技术的具体应用，具体如下：

（1）DP通信技术的应用：机床在进行加工的时候会涉及到很多不同的零件，并且要将这些不同的零件按照相应的规定组合在一起，但是在实际的工作中，由于不同零件的数量不一样，所以常常会出现个别零件数量不足，需要补充的显现。在遇到这种现象的时候，机械手就要停止工作了，因为零件的种类不足，机械手如果继续加工的话，就会出现工作故障，所以这个时候就要使用DP通讯技术使机械手停止工作了。首先加工中心就会将相应的数据通过可编程逻辑控制器进行处理，然后由可编程逻辑控制器将这些转换成相应的画面形式，最后再将这些画面显示在机械手的OP上。这种通讯方式是单向的。

（2）FDL通信技术的具体应用：经过上述表述可以发现，加工中心可以通过DP通讯技术使机械手停止工作，但是这种通讯方式是单向的，机械手并不能向加工中心传递信息，所以这个时候就会应用到FDL通讯技术。在机械手完成装料以后，机械手就可以通过FDL通讯技术向加工中心进行反馈，同样是通过可编程逻辑控制器将相应的数据转换成画面形式，然后显示在加工中心的OP上。这样就可以完成双向通信了。

6 结语

PROFIBUS最开始是由国外提出来的，并且也是国外最先使用的，所以国外的PROFIBUS网络技术相对来说发展的比较早也比较成熟，而我国是在国外发展了一段时间以后，才引进的PROFIBUS网络技术，所以我国的PROFIBUS网络技术相对落后。但是经过长时间的研发实践与应用，我国的PROFIBUS网络技术也取得了一定的成果，并且对PROFIBUS网络技术的应用也越来越熟练了。通过将PROFIBUS网络技术应用到汽车发动机缸盖的线上工作中可以发现，PROFIBUS网络技术在汽车发动机缸盖线上的应用中有很大的优势，所以PROFIBUS网络技术会是以后发展的必然趋势，希望本篇论文对PROFIBUS网络技术在我国的发展有所帮助。

参考文献：

[1]周原，曾颖，刘明山，李晓坤，林凤雪，李晓妮.基于Wi-Fi的PROFIBUS-DP无线Web接入方法[J].吉林大学学报（信息科学版）.2016（04）.

[2]郭彦青，姚竹亭.基于PROFIBUS-DP总线的单主站/单从站测试网络建设[J].计量与测试技术.2005（11）.

[3]江明，王龙明，夏晓珍.PROFIBUS总线接口在智能仪表中的应用[J].安徽工程科技学院学报（自然科学版）.2003（04）.