傳統數控機床控制系統的CNC,驅動器、PLC,I/O模塊等裝置一般采用4一20mA模擬量信號或24V開關量信號，通過電纜進行信號傳遞，存在線路連接繁多、系統信號穩定性、抗千擾性差等問題。現場總線技術是一種實現現場級設備數字化通信的網絡技術，它使控制系統與設備具有了數據通信能力。現場總線技術的出現和發展，使得構建一種全數字、全開放的控制系統成為可能，導致了傳統控制系統結構的變革。現場總線通信方式使用一根通信電纜，將所有符合現場總線標準的現場設備連接到控制器，形成設備的數字化通信網絡。隨著技術發展，數控系統也越來越多地采用現場總線技術，如:SIEMENS 840D系統采用的MPI總線、FANUC 18i系統采用的FSSB總線、FAGOR 8055系統采用的SERCOS總線技術等，這些現場總線均適用干數字伺服和運動控制系統中的高速串行實時通信的要求，得到了廣泛的應用。840Di數控系統是西門子公司推出的先進開放式數控系統之一，應用面廣泛，和模擬驅動裝置、數字驅動裝置都能兼容配置，采用帶有位置控制的PROFIBUS-DP，用于驅動和UO統一的現場總線連接，提高了系統可靠性、開放性。

1 PROFIBUS簡介

　　PROFIBUS作為符合歐洲標準EN50I70的現場總線系統，是一種國際性的開放式的現場總線標準，是目前應用范圍最廣的現場總線。PROFIBUS由三個兼容部分組成，即PROFIBUS-DP, PROFIBUS-PA,PROFIBUS-FMS。其中PROFIBUS-DP協議主要用于分布式控制系統的高速數據傳輸，尤其適合自動化控制領域的應用。PROFiBUS-DP流體型結構確保了數據傳輸能快速有效地進行，基干RS-485標準的物理層，兩線差分系統，具有極強的抗干擾性，墓于OSI參考模型，開放性好，不同廠家的設備都可掛到同一總線上運行，解決了因不同品牌而不兼容的問題。PROFIBUS-DP可使分散式數字化控制器從現場層到控制層網絡化，系統分為主站和從站，是一種單主站、多從站的網絡結構。主站決定總線的數據通信，可以主動發送信息。從站為外圍設備，如輸人輸出設備、驅動器等，它們沒有總線控制權，僅對接收到的信息給予確認或當主站發出請求時向它發送信息。

2 控制系統組成連接

　　附圖為840Di數控系統的PROFIBUS結構圖。840Di數控系統的CNC,驅動器、I/O模塊等裝置通過PROFIB US總線進行連接，其中PCU50實際是一臺在WINDOWS NT環境下安裝了HMI軟件(人機交互)的控制計算機，PP72148是PLC IIO模塊，數控系統通過PROFIBUS總線與ADI4模塊進行信息交換，通過ADI4模塊向驅動裝置給出lOV模擬指令電壓，并且由ADI4模塊接受編碼器或光柵尺的 TTL方波信號。PCU是主站，AD14模塊、PP72148模塊、驅動器是從站。在連接中需要注意的是，當使用推薦的西門子Profibus插頭時，主站和最后一個從站的連接插頭開關要置于“ON”的狀態，其他的連接擂頭開關要置于“OFF”的狀態。

840Di數控系統灼PROFIBUS結構圖

3 PROFIBUS參數設置

　　在840Di數控系統NCK的CHANNEL DIAGNOSE模塊中包含NC全局診斷數據，需要設置的有:

　　(1) DpBusCfgCycleTime主控所要求的掃描所有從控一次的時間。

　　(2) DpBusCfgDataTime據交換時間。

　　(3) DpBusCfgNumBus總線的號。

　　(4) DpBusCfgValid有效的總線配置數據。

　　(5) DpBusstateNumActiveSlaves通過總線可存取的從控個數。

　　(6) DpSlaveCfgBusAddr總線上從控的地址等參數。

4 系統組態

　　在對總線系統進行組態時，用戶需要對作為DP從站的AD14模塊、PP72/48模塊、驅動器與主站的關系作出規定。DP系統組態的描述包括站地址、所使用的總線參數等。

　　(1)安裝PCU50軟件和SETP7等軟件，打開STEP7并新建一protect文件，如840di_tk42,

　　(2)對主站進行硬件組態，插入SIMATIC 30QSTATION,并打開，雙擊hardware，在組態硬件欄的PROFIBUS DP中找到SINUMERIK 84QDi with PLG3I5-2AF并雙擊后產生一對話框。點Nekwork setting，設置傳送速率為LSM, DP掃描時間為2ms。編譯一遍看是否出錯，如出錯，則根據提示修改時間，如不錯，則下一步。

　　(3)對從站進行硬件組態，點PROFIBUS線，在組態硬件欄的PROFIBUS DP中分別找到ADI4模塊、PP72J48模塊、驅動器的對話框，設置相應站地址、傳送速率、掃描時間等參數。

　　(4)硬件組態完成后，可通過STEP?的編譯功能檢查硬件組態配置的正確性。

5 結語

　　840Di數控系統采用了PROFIBUS-DP總線連接后，與傳統數控系統比較，提高了整個系統的可靠性、開放性和兼容性。需要注意的是，PROFIBUS-DP總線的地址分配、系統組態比較靈活，需要調試人員根據控制系統的硬件配置實際情況來相應激活PROFIBUS總線通訊。