Profibus总线运动控制控制系统在轨道交通物流领域的设计应用文献综述

 2021-11-08 10:11

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文献综述

一、PROFIBUS简介

PROFIBUS的简称是ProcessFieldbus,是由PROFIBUSDP,PROFIBUSPA和PROFIBUSFMS三个部分组成。PROFIBUS是一种不依赖于设备生产商的现场总线,有一定的安装基础,广泛适用于自动化,楼房、交通电力等场合,所有自动化设备(PLC、PC、HMI系统等)都可经过一条统一的总线彼此交换数据和进行通信。目前为止,PROFIBUS已经成为世界上应用最成功,市场占有率最高的现场总线技术,是唯一的一种能在所有自动化领域使用的现场总线技术,在工业自动化、化工等领域占主导地位。

二、PROFIBUS总线的协议结构

PROFIBUS协议是根据ISO7498国际标准以OSI为参考模型的,OSI模型共有七层,分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

PROFIBUS-DP:定义了物理层.数据链路层和用户接口。用户接口规定用户及系统以及不同设备可调用的应用功能,并且说明了各种不同PROFIBUS-DP设备的行为。是一种高速低成本通信,用于设备级控制系统,与分散式I/0的通信。

PROFIBUS-FMS:定义了物理层,数据链路层,应用层。应用层包括现场总线信息规范和低层接口。多用于车间级监控。

PROFIBUS-PA:PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS-DP协议。PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1158-2标准,PA的传输技术可确保其本征安全性,而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。专为过程自动化设计,可使传感器和执行机构联在一根总线上。

PROFIBUS使用两端有终端的总线拓扑,在运行期间,接入和断开一个或几个站不会影响其他站的工作,

三、运动控制系统简介

运动控制就是对机械运动部件的速度、位置等进行实时的控制,让它按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。

运动控制系统是以电动机作为控制对象,以控制器为核心,以电力电子、功率变换装置为执行机构,并且在自动控制理论的指导下组成的电气传动控制系统。这类系统控制电动机的转矩、转速和转角,将电能转换为机械能,实现运动机械的运动要求。运动控制系统的发展经历了从直流到交流,从开环到闭环,从模拟到数字,直到基于PC的伺服控制网络系统和基于网络的运动控制的发展过程,每个过程的发展都在很大程度上促进了运动控制系统的发展。而PROFIBUS在运动控制系统中也得到了大量应用,有二维运动平台的研究,有自动化立体仓库的研究,有自动分练控制系统的研究等。

四、PROFIBUS在运动控制系统中的发展概况和应用

北京自动化所最早在研发产品的时候知道了PROFIBUS的优势,然后将PROFIBUS引入中国,PROFIBUS被引入之后,立刻得到很多用户和厂商的认可,节点数在国际和国内名列前茅。在其推广过程中,始终有一个专家团队,所以能够得到迅速的发展。PROFIBUS总线标准,是在德国政府的支持下,由Siemens、ABB、HoneyWell等20多家公司研究制定的,是在全球使用最广泛的一个现场总线标准。

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