西門子自動化產品在軸承生產線中的應用

【摘要】本文描述了采用SIEMENS S7-1500系列PLC及其模塊和博圖 V12組態軟件等自動化產品實現軸承生產線的自動化控制。硬件設計中，主控制系統采用S7-1500高性能CPU，輔助系統采用S7-1500中小型CPU。網絡拓撲完全采用PROFINET現場總線進行主控制系統與輔助系統、觸摸屏TP1200、電能監測儀表PAC3200、分布式I/O站ET200SP通信。利用博圖WinCC V12組態軟件實現了生產設備運行狀態的實時監控和預置工藝參數等功能。

【關鍵詞】PROFINET現場總線；軸承生產線；S7-1500系列PLC；分布式I/O站ET200SP；博圖V12

[ Abstract ]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.

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

一、項目簡介

1.企業簡介

某集團公司在滾動軸承和密封件業務領域是全球領先的產品、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、機電一體化和服務等五大平臺的經驗和專業技能，已發展成為一家知識型公司，帶動中國國內行業發展，占據國際市場重要份額。

二、控制系統的結構和配置

1.控制系統結構

本項目的控制系統分為管理優化系統、上位監控系統、主系統和輔助系統四部分。

管理優化系統用于整個系統的數據管理和參數優化，包括： 1個管理級工作站，1個優化工作站。

上位監控系統用于整個系統的數據監控和參數預設，包括：1個工程師站，2個HMI。

主系統用于完成機加工區的信號采集和指令發布以及同輔助系統、上位監控系統、管理優化系統的數據交換，包括：1個S7-1513主系統控制CPU，7個ET200SP分布式I/O站。

輔助系統用于完成裝配區的信號采集和指令發布以及同主系統的數據交換。

三、系統完成的控制功能和重難點實現

本項目中采用工業以太網和PROFINET現場總線相結合的網絡架構。

根據現場數據量大，需要數據的傳輸速率高，傳輸距離遠等實際情況，在實際設計中，采用工業以太網和PROFINET現場總線配合的通訊方式。由于與主系統和輔助系統PLC通訊的設備數量眾多，為保證數據傳輸的穩定性，故選用2個提供12個網口和2個百兆多模光口的西門子工業以太網數據交換機SCALANCE X212-2實現數據交換。本項目中要求設置管理優化工作站，而且主系統要與其公司內部的OA（辦公自動化）系統相連接，搭建企業網絡平臺，造成出現多種不同的物理介質通訊，故原設計中采用ISO通信協議，通過MAC地址實現的工業以太網無法滿足要求。因此，根據實際情況，采用TCP/IP通信協議，通過IP地址重新搭建工業以太網，很好的實現了項目中建立企業網絡平臺這一目標。上位監控系統選用PROFINET現場總線和工業以太網實現與主系統通訊。

四、項目運行情況

本系統自2013年12月投入運行以來，運行穩定、可靠。直觀豐富的HMI畫面和完善的工藝參數設定，為生產操作、生產工藝流程監控和優化提供了極大的方便和有力的依據，有效地緩解了現場操作人員一直以來工作強度高的問題，提高了企業的生產管理效率和綜合水平。該系統設計合理、結構嚴謹，運行方案靈活先進，從本質上保證了各個生產工序的銜接和安全穩定運行，大大提高了生產現場自動化控制水平，收到了預期的效果。

五、應用體會

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

參考文獻

[1]SIMATIC S7-1500可編程控制器產品樣本，2013.

[2]et200sp_system_manual_zh-CHS_zh-CHS，2013.

[3]TIA博途軟件-STEP7 V11編程指南，2012.

[4]西門子工業網絡通信指南，2005.

[5]PROFINET智能設備使用入門，2010.

[6]PAC3200和PAC4200多功能測量儀表產品樣本，2009.