丁方旭 劉漢民 馬國志

摘要：西門子S7-1500是新一代PLC控制器，該控制器滿足了全鋼子午線輪胎裁斷機(jī)控制系統(tǒng)在柔性化、高效性和高性能方面的需求，最大程度的提高了生產(chǎn)效率。本文通過在TIA博途軟件中對(duì)CPU、觸摸屏、ET200S、G120及S120進(jìn)行硬件組態(tài)，詳細(xì)闡述了S7-1500在全鋼子午線輪胎裁斷機(jī)上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：S7-1500;博途軟件;硬件組態(tài);裁斷機(jī)

1? 前言

全鋼子午線輪胎裁斷機(jī)是全鋼子午線輪胎生產(chǎn)中的重要設(shè)備，其主要是用于全鋼載重胎生產(chǎn)帶束層或胎體。如今裁斷機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性要求越來越高，S7-1500以穩(wěn)定性、高效率和高性能等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用。本文以全鋼子午線輪胎裁斷機(jī)為例，通過在TIA博途軟件中進(jìn)行硬件組態(tài)，闡述S7-1500的應(yīng)用。

2? 簡介

2.1S7-1500 控制器

S7-1500 控制器除了卓越的系統(tǒng)性能外，還集成了一系列功能，包括運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)信息安全、以及故障安全等功能。該控制器極大縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而優(yōu)化了控制質(zhì)量，提高了系統(tǒng)性能，其具有下述優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快，性能大幅提升，功能強(qiáng)大，存儲(chǔ)空間大。此外，集成Web服務(wù)器支持非本地系統(tǒng)和過程數(shù)據(jù)的查詢，集成的系統(tǒng)診斷具有強(qiáng)大的診斷功能。

2.2? TIA博途軟件

TIA博途軟件將全部自動(dòng)化組態(tài)設(shè)計(jì)工具整合在一個(gè)統(tǒng)一的軟件環(huán)境中，通過這個(gè)平臺(tái)，可以將整套自動(dòng)化系統(tǒng)集成在一起進(jìn)行操作和控制，實(shí)現(xiàn)SINAMICS驅(qū)動(dòng)設(shè)備的硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、調(diào)試和故障診斷。S7-1500 無縫集成到 TIA 博途中，通過簡單的配置即可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的硬件組態(tài)和診斷，極大提高了工程組態(tài)的效率。

3? 應(yīng)用實(shí)例

3.1? 硬件連接

全鋼子午線輪胎裁斷機(jī)控制系統(tǒng)的硬件連接如圖1所示。PLC和觸摸屏、分布式I/O及驅(qū)動(dòng)裝置通過PROFINET進(jìn)行連接。該控制系統(tǒng)通過PC連接PLC，實(shí)現(xiàn)程序傳遞，在線監(jiān)控、修改的功能。

3.2 硬件組態(tài)

PROFINET硬件組態(tài)的任務(wù)就是在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)編輯器中生成一個(gè)與實(shí)際的硬件系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的模擬系統(tǒng)，包括系統(tǒng)中的設(shè)備、PLC各模塊的型號(hào)、訂貨號(hào)及版本。組態(tài)硬件包括CPU、觸摸屏、ET200S、G120及S120。注意模塊的安裝位置和設(shè)備之間的通信連接，應(yīng)與實(shí)際的硬件系統(tǒng)完全相同。

（1）組態(tài)CPU

打開TIA博途軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目，點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”， 輸入設(shè)備名稱，選擇“控制器”，添加CPU。

（2）組態(tài)觸摸屏

雙擊項(xiàng)目樹中的“設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)”，在最右側(cè)的“硬件目錄”中選擇“PC系統(tǒng)”—“常規(guī)PC”—“PC station”， 選擇“硬件目錄”中的應(yīng)用軟件“WinCC RT Advanced”和網(wǎng)卡“常規(guī)IE”。在網(wǎng)絡(luò)視圖里，單擊“連接”并選擇“HMI連接”，將以高亮度顏色顯示可用連接的設(shè)備，單擊 CPU 的 PROFINET 接口拖放到 HMI 設(shè)備的 PROFINET 接口，完成網(wǎng)絡(luò)接口連接。在“常規(guī)”里選擇“以太網(wǎng)地址”，設(shè)置CPU和觸摸屏的IP地址和設(shè)備名稱。

（3）組態(tài)ET200S

在網(wǎng)絡(luò)視圖里，在“硬件目錄”中選擇添加ET200S，選擇對(duì)應(yīng)的電源模塊、輸入模塊和輸出模塊。在網(wǎng)絡(luò)視圖里，切換至“S7連接”，點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)”，完成網(wǎng)絡(luò)接口的連接。在設(shè)備視圖里，分配ET200S設(shè)備的I/O端口地址。

（4）組態(tài)G120

在“硬件目錄”中選擇添加G120。完成網(wǎng)絡(luò)接口連接后，單擊G120的網(wǎng)絡(luò)接口，輸入G120的IP地址和設(shè)備名稱。注意設(shè)置的設(shè)備名稱和IP地址必須唯一。在設(shè)備視圖里，在 “硬件目錄”中添加G120的報(bào)文（標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1，PZD-2/2）并設(shè)置端口地址。

（5）組態(tài)S120

在“硬件目錄”中選擇添加S120。注意組態(tài)的 S120固件版本要與實(shí)際設(shè)備相一致。完成網(wǎng)絡(luò)接口連接后，單擊S120的 PROFINET 接口，輸入S120的IP地址和設(shè)備名稱。在設(shè)備視圖里，首先在 “硬件目錄”中插入整流單元、伺服軸、控制單元，然后配置通訊報(bào)文并設(shè)置端口地址。

在STARTER軟件中配置報(bào)文，注意報(bào)文的順序和類型需要和硬件組態(tài)中的配置相對(duì)應(yīng)。在拓?fù)湟晥D中，拖拽連接PLC與S120設(shè)備的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)接口，完成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接。設(shè)置“等時(shí)同步”，點(diǎn)擊CU320，在“屬性”頁面勾選“等時(shí)同步模式”。設(shè)置“RT等級(jí)”為“IRT”。點(diǎn)擊CPU，設(shè)置同步功能為“同步主站”。

項(xiàng)目中插入“工藝對(duì)象”，在驅(qū)動(dòng)裝置中選擇“驅(qū)動(dòng)裝置類型”為“PROFIdrive”， “驅(qū)動(dòng)裝置”從下拉列表中選擇前面已經(jīng)組態(tài)好的通訊通道?；緟?shù)、硬件接口和擴(kuò)展參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。在 PLC 的程序塊中，右鍵選擇 OB91 的“屬性”，“周期”中選擇“同步到總線”。按上述步驟硬件組態(tài)后的網(wǎng)絡(luò)視圖如圖2所示。

完成全部項(xiàng)目組態(tài)后，編譯檢查、保存后下載項(xiàng)目組態(tài)至PLC。完成下載后，S7-1500與PROFINET設(shè)備還無法進(jìn)行通訊，必須為PROFINET設(shè)備分配名稱和IP地址。注意為PROFINET設(shè)備分配的名稱和IP地址應(yīng)與硬件組態(tài)中分配的名稱和IP地址一致。

4? ?結(jié)語

S7-1500處理速度快，聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)，診斷能力和安全性高，完全滿足全鋼子午線輪胎裁斷機(jī)控制系統(tǒng)在柔性化、高效性和高性能方面的需求，最大程度的提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，在TIA博途軟件中進(jìn)行硬件組態(tài)效率高，操作簡單快捷。

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