基于PROFIBUS的电液伺服系统研究

　　电液伺服系统是一个结构复杂且机、电、液多耦合的综合系统。电液伺服系统以其功率大、响应快、精度高而广泛地应用于许多领域。但是，电液伺服系统的故障诊断一直是备受大家关注的问题。如何提高电液伺服系统故障诊断的精确性和准确性，以及如何实现电液伺服系统的实时在线监测，已经成为广大液压方面的专家研究的课题。随着现代科学技术的迅猛发展，电液伺服系统越来越向高精度、高性能、大型化、现代化方向发展。

　　1 PROFIBUS的优点

　　20 世纪 90 年代兴起的现场总线技术为提高电液伺服系统故障诊断的精确性和准确性提供了条件。现场总线技术以其多种优点，适用于自动控制系统等多个领域。

　　通信：采用数字信号传输，一对传输电缆可挂接多个仪表，而且可以双向传输多个信号。这样安装费用低，容易维护。若要增加现场设备，只需并行挂接在电缆上即可。同时，采用数字信号传输抗干扰能力强，信号精度高，减少了传递误差。

　　开放性：这样的开放系统可以与任何一种遵守相同标准的设备或系统连接。

　　智能化与功能自治性：由于现场设备的智能化，很多基本算法被集成到现场设备中，使其不但可以完成系统基本控制功能，而且还具备了数据通讯、自诊断、自标定等非控制功能。

　　分散性与适应性：具有较强的抗干扰能力，可采用总线供电，满足本质安全的防爆要求。

　　成本低：分散的分布式结构采用一对多的数字信号传输方式，节省了大量的 A/D、D/A 转换设备、布线安装成本和维护费用。

　　2 PROFIBUS现场总线的技术特点和系统结构

　　PROFIBUS 现场总线是世界上应用最广泛的现场总线技术，主要包括最高波特率可达 12Mbit/t 的高速总线PROFIBUS- DP(H2)、用于过程控制的本安型低速总线 PROFIBUS- PA(H1)以及用于生产车间的 PROFIBUS- FMS(现场总线信息规范)。PROFIBUS既适用于自动化系统与现场信号单元的通讯，也可用于直接连接带有接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表及设备，对现场信号进行采集和监控，并且只采用一对双绞线，大大节省费用。

　　3 PROFIBUS现场总线在电液伺服装置中的应用

　　现场功能单元的参数设定、故障诊断、自动报警和故障在线排除等功能的实现要求功能单元必须具有和其它单元及控制器之间的双向通信功能。在电液伺服装置中，可以通过内部开发伺服控制器，实现对电液伺服装置有效地数字化控制。同时，借助于PROFIBUS 现场总线技术，实现车间级和厂级的网络控制。

　　如图 1，是实现伺服控制器对电液伺服装置的控制框图。控制器的主要功能为：