基于PROFIBUS现场总线的模拟生产线的设计与实现
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控制系统构成
由上面的工艺过程知，整条生产线共有七个站点，站点1、2、3主要完成顺序逻辑控制，站点4实现对温度的PID调节，站点5实现对工件的检测，站点6为气动机械手的控制，站点7则实现光电编码的检测和步进电机的控制，废品槽实现转送带的变频调速控制。每个站点都独立地完成一套动作，彼此又有一定的关联。为此，我们采用了PROFIBUS现场总线技术，通过一个主站S7-300和七个从站S7-200并通过WINCC监控软件实现对整个模拟生产线的控制。系统图如图３。
控制系统完成的功能
本系统的软件设计内容主要包括S7-300主站的硬件组态及一个主站运行程序的设计和七个从站点运行程序的设计。主站运行程序解决诸如系统启动、停止、复位、急停等连锁，并同时完成七个从站点之间的连锁；七个从站点程序中包括向主站发送本站连锁信息外，还根据主站发送来的信息完成本站的逻辑功能。由于采用了PROFIBUS-DP总线，主站与从站的通讯无需编写专门的通讯程序，而只需在S7-300主站的硬件组态中配置PROFIBUS总线中的DP模块EM 277的输入输出字节数即可。例如根据检测单元（站点5）检测结果，决定工件放在叠层立体仓库（站点7）中位置，也就是由步进电机控制的升降梯的位置可以这样实现。通常为了不使步进电机失步，其控制应按三段曲线设计，如图3。其加速段、减速段运行时间一定，而AB段的运行时间，就由检测单元（站点5）检测结果决定，这里给出了站点7的PLC S7-226实现对步进电机的控制程序供参考。S7-226是SIEMENS S7-200系列中的一种，它有2个高速脉冲输出端，Q0.0和Q0.1，最高可实现20kHZ的脉冲输出，不仅具有一个脉冲串PTO输出指令（单段管线），而且还可以输出多个脉冲串PTO（多段管线），特别适合完成对步进电机的控制。
实施效果
本套模拟生产线由于采用了现场总线技术，技术先进，结构简单，扩展容易，既可采用整套运行方式也可采用独立单元运行方式，还可以进行监控软件的编程，是一套由浅入深，由点触面的自动化专业的实践设备，它真正地把计算机与控制对象连接了起来，自2001年底投入运行以来，为我校的学生提供了一个很好的实践场所，学生对PLC的学习兴趣和编程水平都有了很大的提高，大大提高了学生的社会竞争力，扩大了学校的社会影响，同时对提高教师业务水平、开展科研带来了实际效果。
本项目之所以采用SIEMENS公司的产品，主要考虑是它的品种齐全，便于教学和扩展，可为我校下一步建设一个“基于WEB浏览的PROFIBUS现场总线实验室”打下了基础，同时SIEMENS完善的服务体系、到位的技术支持也是一个重要考虑。
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