西門子自動化產(chǎn)品在軸承生產(chǎn)線中的應用

文/穆楊 大連今欣智能自動化有限公司 遼寧大連 116033

西門子自動化產(chǎn)品在軸承生產(chǎn)線中的應用

文/穆楊 大連今欣智能自動化有限公司 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)軟件等自動化產(chǎn)品實現(xiàn)軸承生產(chǎn)線的自動化控制。硬件設計中，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)絡拓撲完全采用PROFINET現(xiàn)場總線進行主控制系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)、觸摸屏TP1200、電能監(jiān)測儀表PAC3200、分布式I/O站ET200SP通信。利用博圖WinCC V12組態(tài)軟件實現(xiàn)了生產(chǎn)設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和預置工藝參數(shù)等功能。

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

一、項目簡介

1.企業(yè)簡介

某集團公司在滾動軸承和密封件業(yè)務領域是全球領先的產(chǎn)品、客戶解決方案與服務的供應商，憑借其100多年來在軸承和軸承單元、密封件、潤滑系統(tǒng)、機電一體化和服務等五大平臺的經(jīng)驗和專業(yè)技能，已發(fā)展成為一家知識型公司，帶動中國國內(nèi)行業(yè)發(fā)展，占據(jù)國際市場重要份額。

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)用于整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和參數(shù)優(yōu)化，包括： 1個管理級工作站，1個優(yōu)化工作站。

上位監(jiān)控系統(tǒng)用于整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和參數(shù)預設，包括：1個工程師站，2個HMI。

主系統(tǒng)用于完成機加工區(qū)的信號采集和指令發(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S7-1513主系統(tǒng)控制CPU，7個ET200SP分布式I/O站。

輔助系統(tǒng)用于完成裝配區(qū)的信號采集和指令發(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實現(xiàn)

本項目中采用工業(yè)以太網(wǎng)和PROFINET現(xiàn)場總線相結(jié)合的網(wǎng)絡架構(gòu)。

根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)量大，需要數(shù)據(jù)的傳輸速率高，傳輸距離遠等實際情況，在實際設計中，采用工業(yè)以太網(wǎng)和PROFINET現(xiàn)場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個提供12個網(wǎng)口和2個百兆多模光口的西門子工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換機SCALANCE X212-2實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。本項目中要求設置管理優(yōu)化工作站，而且主系統(tǒng)要與其公司內(nèi)部的OA（辦公自動化）系統(tǒng)相連接，搭建企業(yè)網(wǎng)絡平臺，造成出現(xiàn)多種不同的物理介質(zhì)通訊，故原設計中采用ISO通信協(xié)議，通過MAC地址實現(xiàn)的工業(yè)以太網(wǎng)無法滿足要求。因此，根據(jù)實際情況，采用TCP/IP通信協(xié)議，通過IP地址重新搭建工業(yè)以太網(wǎng)，很好的實現(xiàn)了項目中建立企業(yè)網(wǎng)絡平臺這一目標。上位監(jiān)控系統(tǒng)選用PROFINET現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)與主系統(tǒng)通訊。

四、項目運行情況

本系統(tǒng)自2013年12月投入運行以來，運行穩(wěn)定、可靠。直觀豐富的HMI畫面和完善的工藝參數(shù)設定，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)場操作人員一直以來工作強度高的問題，提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理效率和綜合水平。該系統(tǒng)設計合理、結(jié)構(gòu)嚴謹，運行方案靈活先進，從本質(zhì)上保證了各個生產(chǎn)工序的銜接和安全穩(wěn)定運行，大大提高了生產(chǎn)現(xiàn)場自動化控制水平，收到了預期的效果。

五、應用體會

通過軸承生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)的設計、實施，進一步加深了我們對西門子公司工業(yè)自動化系統(tǒng)的理解，體會到了SIEMENS最新一代的自動化產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠，總結(jié)了許多SIEMENS產(chǎn)品的應用心得。

[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)絡通信指南,2005.

[5]PROFINET智能設備使用入門,2010.

[6]PAC3200和PAC4200多功能測量儀表產(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