文/穆楊 大連今欣智能自動(dòng)化有限公司 遼寧大連 116033

西門子自動(dòng)化產(chǎn)品在軸承生產(chǎn)線中的應(yīng)用

文/穆楊 大連今欣智能自動(dòng)化有限公司 遼寧大連 116033

本文描述了采用SIEMENS S7-1500系列PLC及其模塊和博圖 V12組態(tài)軟件等自動(dòng)化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)軸承生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制。硬件設(shè)計(jì)中，主控制系統(tǒng)采用S7-1500高性能CPU，輔助系統(tǒng)采用S7-1500中小型CPU。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫耆捎肞ROFINET現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行主控制系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)、觸摸屏TP1200、電能監(jiān)測(cè)儀表PAC3200、分布式I/O站ET200SP通信。利用博圖WinCC V12組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)置工藝參數(shù)等功能。

PROFINET現(xiàn)場(chǎng)總線;軸承生產(chǎn)線;S7-1500系列PLC;分布式I/O站ET200SP;博圖V12

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.企業(yè)簡(jiǎn)介

某集團(tuán)公司在滾動(dòng)軸承和密封件業(yè)務(wù)領(lǐng)域是全球領(lǐng)先的產(chǎn)品、客戶解決方案與服務(wù)的供應(yīng)商，憑借其100多年來(lái)在軸承和軸承單元、密封件、潤(rùn)滑系統(tǒng)、機(jī)電一體化和服務(wù)等五大平臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技能，已發(fā)展成為一家知識(shí)型公司，帶動(dòng)中國(guó)國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展，占據(jù)國(guó)際市場(chǎng)重要份額。

二、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置

1.控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目的控制系統(tǒng)分為管理優(yōu)化系統(tǒng)、上位監(jiān)控系統(tǒng)、主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)四部分。

管理優(yōu)化系統(tǒng)用于整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和參數(shù)優(yōu)化，包括： 1個(gè)管理級(jí)工作站，1個(gè)優(yōu)化工作站。

上位監(jiān)控系統(tǒng)用于整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和參數(shù)預(yù)設(shè)，包括：1個(gè)工程師站，2個(gè)HMI。

主系統(tǒng)用于完成機(jī)加工區(qū)的信號(hào)采集和指令發(fā)布以及同輔助系統(tǒng)、上位監(jiān)控系統(tǒng)、管理優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，包括：1個(gè)S7-1513主系統(tǒng)控制CPU，7個(gè)ET200SP分布式I/O站。

輔助系統(tǒng)用于完成裝配區(qū)的信號(hào)采集和指令發(fā)布以及同主系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

三、系統(tǒng)完成的控制功能和重難點(diǎn)實(shí)現(xiàn)

本項(xiàng)目中采用工業(yè)以太網(wǎng)和PROFINET現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)量大，需要數(shù)據(jù)的傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)等實(shí)際情況，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，采用工業(yè)以太網(wǎng)和PROFINET現(xiàn)場(chǎng)總線配合的通訊方式。由于與主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)PLC通訊的設(shè)備數(shù)量眾多，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，故選用2個(gè)提供12個(gè)網(wǎng)口和2個(gè)百兆多模光口的西門子工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換機(jī)SCALANCE X212-2實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。本項(xiàng)目中要求設(shè)置管理優(yōu)化工作站，而且主系統(tǒng)要與其公司內(nèi)部的OA（辦公自動(dòng)化）系統(tǒng)相連接，搭建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，造成出現(xiàn)多種不同的物理介質(zhì)通訊，故原設(shè)計(jì)中采用ISO通信協(xié)議，通過(guò)MAC地址實(shí)現(xiàn)的工業(yè)以太網(wǎng)無(wú)法滿足要求。因此，根據(jù)實(shí)際情況，采用TCP/IP通信協(xié)議，通過(guò)IP地址重新搭建工業(yè)以太網(wǎng)，很好的實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目中建立企業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)這一目標(biāo)。上位監(jiān)控系統(tǒng)選用PROFINET現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與主系統(tǒng)通訊。

四、項(xiàng)目運(yùn)行情況

本系統(tǒng)自2013年12月投入運(yùn)行以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。直觀豐富的HMI畫(huà)面和完善的工藝參數(shù)設(shè)定，為生產(chǎn)操作、生產(chǎn)工藝流程監(jiān)控和優(yōu)化提供了極大的方便和有力的依據(jù)，有效地緩解了現(xiàn)場(chǎng)操作人員一直以來(lái)工作強(qiáng)度高的問(wèn)題，提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理效率和綜合水平。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，運(yùn)行方案靈活先進(jìn)，從本質(zhì)上保證了各個(gè)生產(chǎn)工序的銜接和安全穩(wěn)定運(yùn)行，大大提高了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制水平，收到了預(yù)期的效果。

五、應(yīng)用體會(huì)

通過(guò)軸承生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施，進(jìn)一步加深了我們對(duì)西門子公司工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的理解，體會(huì)到了SIEMENS最新一代的自動(dòng)化產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠，總結(jié)了許多SIEMENS產(chǎn)品的應(yīng)用心得。

[1]SIMATIC S7-1500可編程控制器產(chǎn)品樣本,2013.

[2]et200sp_system_manual_zh-CHS_ zh-CHS,2013.

[3]TIA博途軟件-STEP7 V11編程指南,2012.

[4]西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南,2005.

[5]PROFINET智能設(shè)備使用入門,2010.

[6]PAC3200和PAC4200多功能測(cè)量?jī)x表產(chǎn)品樣本,2009.

Application of SIEMENS Automatic Production on Bearing Production Line

This paper introduces the Bearing Production Line Automation Control which is realized by SIEMENS S7-1500 series CPU and its modules and TIA Portal V12 software etc.During hardware configuration, the Main System used S7-1500 high-performance CPU, the Subsystem used S7-1500 small and medium CPU.Network topology combined with PROFINET Field Bus for the Main System and the Subsystem, HMI TP1200 ,SENTRON PAC 3200, Distributed I/O station ET200SP communication. And functions with the Running Status of production equipment real-time monitoring and process parameters presetting are obtained in TIA Portal WinCC V12 HMI software.

PROFINET Field Bus Bearing Production Line S7-1500 series PLC Distributed I/O station ET200SP TIA Portal V12