摘要：现代技术的出现带动了社会生产的不断发展，促使各行各业都逐渐朝着信息化、自动化的方向发展，机械加工也不例外。现场总线在机械加工中的应用提高了生产效率和机械加工的自动化水平，对于机械生产的变革具有十分重要的推动作用。本文主要介绍了现场总线产生的背景，分析了现场总线的特点，并就现场总线在机械加工自动化中的应用进行了简单的讲解。
关键词：现场总线；机械压力机；应用
一、现场总线产生的背景
传统的机械加工主要利用过程控制仪器来实现自动化操作，但是随着社会生产力的不断发展，这种过程控制仪器的功能已不能满足机械加工的要求，在应用过程中出现了很多方面的问题，主要表现如下：首先，基于模拟信号的控制仪主要利用单线连接，结构较为复杂，维修及安装起来较为困难；其次，模拟信号在信息传输过程中的精度较低，容易受到外界因素的干扰，所以应用过程中经常出现质量问题，影响正常生产的进行，同时增加了机械维修的成本；另外，这种仪器的智能化程度较低，对于参数的调整较为困难。
二、现场总线及其特点
现场总线是一种通讯网络，它主要是将控制设备与现场仪表进行有效连接，能够实现双向的信息传输，而且自动化程度较高。总的来说，现场总线的主要特点有以下几点：
1、实现互操作性
在机械现场中有多种类型的设备来维持正常的生产，如：执行器、服务器等，这些设备的功能各不相同，共同组成了生产系统。现场总线则是利用传输线来实现不同设备之间的交互操作与互换，将部分或全部生产设备集成在一起，实现统一的组态，以供操作者进行灵活选择。
2、真正的开放式系统
现场总线中所运用的所有技术以及标准都是面向所有用户的，任何用户都可以自主选择通信网络，它对通信厂商以及网络层不做具体要求，因此现场总线不仅能够实现同层网络的连接，还能完成对不同层的网络互连，大大提高了网络信息的共享率。
3、实现彻底的分散控制
分散的控制系统主要由输入模块、输出模块以及控制站组成，实现的是对系统的集中控制，而现场总线则是将控制站的功能分散在各个现场仪表中，形成虚拟化的控制站，这种控制站不仅能够实现检测、变换的功能，还能进行控制以及基本的运算，同时能够在不同仪表中形成回路，从而实现对系统的分散控制。
三、现场总线在机械压力机控制系统中的作用
1、利用信息技术及数字信号通信技术，有效提高了系统的测量和控制精度；
2、应用网络技术数据传输可靠、信息响应快速、抗干扰能力增强；
3、更好地满足控制系统信息集成的要求；
4、总线节点具有良好的防护等级，可以直接安装于现场；
5、系统设计调试更加灵活方便、控制性能大幅度提高；
6、系统综合成本大幅度减少；
7、减少了压力机因为PLC与各开关量连线过多引起的故障。
8、具有自动诊断、故障显示功能；
四、现场总线在机械压力机控制系统中的应用方法
总体来说除电柜外机械压力机另有4个需要集中控制的节点，位置分别在上横梁，滑块，操作站，地下室。所以总线配置思路就是在电柜配置主站电柜站，在上横梁配置横梁分站和电子凸轮编码器站，在滑块配置滑块分站和装模高度编码器站，在操作站配置操作站分站，在地下室配置油箱分站。一般情况下一个主站六个分站。分站的配置一般采用最近原则，才能最大限度降低干扰，节约成本，达到最优效果。
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1、电柜站配置
考虑到各分站位置的可利用空间有限，大功率器件的电源输出一般配置在电柜站（包括主电机，微动电机，滑块调整电机，油箱泵站电机，移动工作台电机以及油箱加热电阻）。电柜站PLC组成包括的处理器单元，总线通讯单元，输入单元，输出单元以及特殊单元。
2、横梁站配置
横梁站的作用主要是采集主电机温度和转速反馈信号，润滑系统开关反馈信号，飞轮制动限位反馈信号，离合器结合刹车电磁气阀状态反馈信号等输入信号，输出离合器结合刹车电磁气阀执行信号，飞轮制动电磁气阀执行信号等执行信号。根据需要的输入输出点数及特殊信号选用合适的输入输出单元及特殊单元。
3、滑块站配置
滑块站的主要作用是采集液压保护压力继电器开关信号，液压保护卸荷开关信号，装模高度调整过扭矩开关信号和上下限位信号，上模夹紧器到位开关信号（或压力继电器）等输入信号；输出上模夹紧器动作执行等信号。根据需要的输入输出点数选用合适的输入输出单元。
4、电子凸轮编码器站配置
采用单圈绝对值编码器作为一个分站，主要作用是负责采集曲柄转角的角度信号，作为电子凸轮，以便在相应的角度实现相应的动作（如单次行程，上死点，下死点等）。选型时要考虑兼容性。
5、装模高度编码器站配置
采用多圈绝对值编码器作为一个分站，主要作用是负责采集滑块装模高度的数据，一边在相应的高度实现相应的功能（如装模高度上下软限位，装模高度自动调整，高度数值显示等）。选型时要考虑兼容性。
6、油箱分站配置
主要作用是采集润滑与液压保护等液压系统压力继电器开关信号，油箱油位和温度开关信号，平衡气缸和气垫气压系统压力传感器开关信号或模拟量信号等输入信号；输出液压系统和气压系统电磁阀执行信号；根据需要的输入输出点数及特殊信号选用合适的输入输出单元及特殊单元。
7、操作站分站配置
主要作用是采集操作面板上各按钮开关的开关信号，移动工作台各行程开关及接近开关信号，安全栓开关信号，光电保护装置开关信号，移动按钮站开关信号等输入信号；输出面板上各指示灯执行信号。根据需要的输入输出点数选用合适的输入输出单元。
8、程序的设计和编写应在硬件选配前根据要实现的动作需求完成，完成程序的设计后，根据需要的输入输出点数，程序文件的大小，特殊信号的处理等内容选配硬件。
9、硬件选型完成后根据PLC和总线各单元及执行元件的情况设计接线图纸，要注意预留备用线和备用点。
10、总线通讯电缆和终端电阻要严格按照所选品牌型号的要求执行，建议采用原厂配套的总线电缆和终端电阻。
11、硬件安装及接线完成后，使用编程PC及相应的配置软件连接PLC总线通讯单元配置总线组态，根据实际需要设置主站和分站地址编号（与各分站通讯单元的拨码开关设置一致），分配各分站输入输出点数；连接PLC处理器单元，下载程序文件。
结束语：
在机械压力机控制系统中采用现场总线技术，不但提高了压力机控制系统的稳定性、可靠性、扩展性，而且降低了安装调试周期及维修成本，减少了故障的发生率，不但满足了压力机的使用要求，而且使其控制系统得以大大的提高，也使得维修安装人员的技术得到了提高。
参考文献：
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[4]郑新荣，翟敏.现场总线及其在自动化中的应用[J].活力，2003（2）：62-62.
论文作者:王颖慧
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/12
标签：信号论文; 现场总线论文; 单元论文; 压力机论文; 分站论文; 输入输出论文; 总线论文; 《基层建设》2018年第21期论文;