S7-1500在全鋼子午線輪胎裁斷機上的應用

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控制系統在柔性化、高效性和高性能方面的需求，最大程度的提高了生產效率。本文通過在TIA博途軟件中對CPU、觸摸屏、ET200S、G120及S120進行硬件組態，詳細闡述了S7-1500在全鋼子午線輪胎裁斷機上的應用。

關鍵詞：S7-1500;博途軟件;硬件組態;裁斷機

1? 前言

全鋼子午線輪胎裁斷機是全鋼子午線輪胎生產中的重要設備，其主要是用于全鋼載重胎生產帶束層或胎體。如今裁斷機對控制系統的穩定性、精確性要求越來越高，S7-1500以穩定性、高效率和高性能等優勢被廣泛應用。本文以全鋼子午線輪胎裁斷機為例，通過在TIA博途軟件中進行硬件組態，闡述S7-1500的應用。

2? 簡介

2.1S7-1500 控制器

S7-1500 控制器除了卓越的系統性能外，還集成了一系列功能，包括運動控制、工業信息安全、以及故障安全等功能。該控制器極大縮短了系統響應時間，進而優化了控制質量，提高了系統性能，其具有下述優點：響應速度快，性能大幅提升，功能強大，存儲空間大。此外，集成Web服務器支持非本地系統和過程數據的查詢，集成的系統診斷具有強大的診斷功能。

2.2? TIA博途軟件

TIA博途軟件將全部自動化組態設計工具整合在一個統一的軟件環境中，通過這個平臺，可以將整套自動化系統集成在一起進行操作和控制，實現SINAMICS驅動設備的硬件組態、參數設置、調試和故障診斷。S7-1500 無縫集成到 TIA 博途中，通過簡單的配置即可實現對設備的硬件組態和診斷，極大提高了工程組態的效率。

3? 應用實例

3.1? 硬件連接

全鋼子午線輪胎裁斷機控制系統的硬件連接如圖1所示。PLC和觸摸屏、分布式I/O及驅動裝置通過PROFINET進行連接。該控制系統通過PC連接PLC，實現程序傳遞，在線監控、修改的功能。

3.2 硬件組態

PROFINET硬件組態的任務就是在設備和網絡編輯器中生成一個與實際的硬件系統對應的模擬系統，包括系統中的設備、PLC各模塊的型號、訂貨號及版本。組態硬件包括CPU、觸摸屏、ET200S、G120及S120。注意模塊的安裝位置和設備之間的通信連接，應與實際的硬件系統完全相同。

（1）組態CPU

打開TIA博途軟件，新建一個項目，點擊“添加新設備”， 輸入設備名稱，選擇“控制器”，添加CPU。

（2）組態觸摸屏

雙擊項目樹中的“設備與網絡”，在最右側的“硬件目錄”中選擇“PC系統”—“常規PC”—“PC station”， 選擇“硬件目錄”中的應用軟件“WinCC RT Advanced”和網卡“常規IE”。在網絡視圖里，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備，單擊 CPU 的 PROFINET 接口拖放到 HMI 設備的 PROFINET 接口，完成網絡接口連接。在“常規”里選擇“以太網地址”，設置CPU和觸摸屏的IP地址和設備名稱。

（3）組態ET200S

在網絡視圖里，在“硬件目錄”中選擇添加ET200S，選擇對應的電源模塊、輸入模塊和輸出模塊。在網絡視圖里，切換至“S7連接”，點擊“網絡”，完成網絡接口的連接。在設備視圖里，分配ET200S設備的I/O端口地址。

（4）組態G120

在“硬件目錄”中選擇添加G120。完成網絡接口連接后，單擊G120的網絡接口，輸入G120的IP地址和設備名稱。注意設置的設備名稱和IP地址必須唯一。在設備視圖里，在 “硬件目錄”中添加G120的報文（標準報文1，PZD-2/2）并設置端口地址。

（5）組態S120

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

在STARTER軟件中配置報文，注意報文的順序和類型需要和硬件組態中的配置相對應。在拓撲視圖中，拖拽連接PLC與S120設備的實際網絡接口，完成網絡拓撲連接。設置“等時同步”，點擊CU320，在“屬性”頁面勾選“等時同步模式”。設置“RT等級”為“IRT”。點擊CPU，設置同步功能為“同步主站”。

項目中插入“工藝對象”，在驅動裝置中選擇“驅動裝置類型”為“PROFIdrive”， “驅動裝置”從下拉列表中選擇前面已經組態好的通訊通道。基本參數、硬件接口和擴展參數應根據實際情況設置。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后的網絡視圖如圖2所示。

完成全部項目組態后，編譯檢查、保存后下載項目組態至PLC。完成下載后，S7-1500與PROFINET設備還無法進行通訊，必須為PROFINET設備分配名稱和IP地址。注意為PROFINET設備分配的名稱和IP地址應與硬件組態中分配的名稱和IP地址一致。

4? ?結語

S7-1500處理速度快，聯網能力強，診斷能力和安全性高，完全滿足全鋼子午線輪胎裁斷機控制系統在柔性化、高效性和高性能方面的需求，最大程度的提高了生產效率。同時，在TIA博途軟件中進行硬件組態效率高，操作簡單快捷。

參考文獻

[1]SIMATIC S7-1500/ET200MP 自動化系統手冊集 [M]. 北京：西門子 （ 中國 ） 有限公司，2016

[2] 陳忠華 . 編程控制器與工業自動化系統 [M]. 北京：機械工業出版社，2006.

[3] 廫常初.S7300/400.PLC應用技術（第2版）[M].北京：機械工業出版社，2009.