基于現場總線的工業(yè)機器人監(jiān)控系統研究
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機器人技術和企業(yè)信息化技術是當前國內制造業(yè)企業(yè)提高生產效率和工藝水平的兩大關鍵技術，前者針對技術問題，后者則針對管理問題，是制造業(yè)進行技術革新和增效創(chuàng)利的重要途徑，具有可觀的經濟效益和應用價值。
在現代制造業(yè)中的智能機器人技術集傳感、控制、信息處理、人工智能和網絡通信于一體，其功能日益強大，結構更趨復雜和完善，其所裝備的各種傳感器和執(zhí)行器數量不斷增加。而現場總線作為工業(yè)控制現場的底層網絡，一方面面向生產現場的各種設備，可以使單個分散的現場機器人設備連接成能夠相互通信和協作的網絡式控制系統，另一方面又可通過企業(yè)的內部局域網實現生產數據的全廠傳輸和共享。目前，基于現場總線技術而建立的網絡控制系統正成為我國大中型企業(yè)實現以信息化帶動工業(yè)化的主要解決方案。
2 Lonworks現場總線技術
2.1現場總線
現場總線是建立在網絡化控制基礎之上，應用于生產現場、在微機化測控設備之間實現雙向串行多字節(jié)數字通信的系統，是一種開放式、數字化、多點通信的底層控制網絡。它面向于生產控制設備，多采用短幀方式傳輸數據，網絡速率通常可達幾k～10Mbps，具有良好的實時性?，F場總線技術為構造網絡集成式全分布控制系統提供了有效途徑。
現場總線技術與集散控制相比，具有開放性、網絡化信息共享、智能化、高度分散性、功能自治性和高可靠性等優(yōu)點，可以大幅度節(jié)省硬件數量和投資，便于安裝、擴展、維護。目前的現場總線技術主要有基金會總線Foundation Field-bus、PROFIBUS（DP、PA、FMS）、CAN、Lonworks、工業(yè)以太網等，每種總線都在網絡協議、傳輸速率和距離、應用場合和站點個數限制等方面具有不同的特點。
2.2 Lonworks技術
Lonworks（Local Operating Networks）現場總線技術是由Echelon公司推出的一種先進的開放式網絡化控制技術，其結構簡單，布線容易，易于擴容和增加新功能。對于用戶各種不同的功能要求，只需選用不同的控制節(jié)點，利用其開發(fā)平臺，編寫相應的程序，連接到控制網上即可完成，在物理上不必對網絡結構作任何修改。Lonworks是目前生產現場和智能樓宇等集散式監(jiān)控系統中應用最為廣泛的一種現場總線技術。
Lonworks支持多種傳輸介質和網絡拓普結構，在使用變壓器耦合接口FTT-10收發(fā)器，并采用雙絞線的總線式結構時，可達到78kbps/2700m，并可通過中繼路由器擴展傳輸距離。Lonworks網的節(jié)點數可達64個，并可通過橋接路由器擴展。各智能節(jié)點的數據傳遞在神經元芯片等硬件和網絡的支持下，以網絡變量的形式連接，每個節(jié)點最多可設置62個網絡變量。按照Lonworks的標準網絡變量來定義的數據結構，可以解決和不同廠家產品的互操作性問題。目前已有上千家公司推出Lonworks產品。
智能結點及其神經元芯片是Lonworks總線的基礎部分，它們直接安裝于生產現場，采集工業(yè)現場信號并輸出控制量，同時通過網絡上傳和接收各種網絡數據，其結構如圖1所示。
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