案例背景

在食品飲料行業(yè)，生產(chǎn)過程的智能化升級(jí)是提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要舉措。某食品飲料企業(yè)的灌裝生產(chǎn)線中，灌裝機(jī)、封蓋機(jī)等主要設(shè)備采用了基于 CC-Link IE FB 主站的西門子 S7-1500 系列 PLC，用于精確控制灌裝量、封蓋壓力等參數(shù)。而在生產(chǎn)線的前段，原料輸送環(huán)節(jié)的一些傳感器（如流量傳感器、液位傳感器）和執(zhí)行器（如泵、閥門）采用了基于 DeviceNet 從站的設(shè)備。由于協(xié)議不兼容，導(dǎo)致原料輸送與灌裝環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)無法有效交互，生產(chǎn)過程難以實(shí)現(xiàn)智能化控制，影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為推動(dòng)生產(chǎn)過程的智能化升級(jí)，企業(yè)引入塔訊 TX 131-RE-DNM/CCIES 網(wǎng)關(guān)，通過 CC-Link IE FB 轉(zhuǎn) DeviceNet 的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)節(jié)設(shè)備的互聯(lián)互通。

設(shè)備參數(shù)

·西門子 S7-1500 系列 PLC：作為 CC-Link IE FB 主站，型號(hào)為 CPU 1516-3 PN/DP，具有高性能和強(qiáng)大的通信能力，可連接多個(gè) CC-Link IE FB 從站設(shè)備，對(duì)灌裝生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)控制，確保灌裝和封蓋等工序的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

·原料輸送環(huán)節(jié)的 DeviceNet 從站設(shè)備：包括各種流量傳感器（如電磁流量計(jì)）、液位傳感器（如超聲波液位計(jì)）以及泵、閥門等執(zhí)行器。這些設(shè)備通過 DeviceNet 協(xié)議進(jìn)行通信，用于監(jiān)測(cè)和控制原料的輸送量和輸送狀態(tài)。

·塔訊 TX 131-RE-DNM/CCIES 網(wǎng)關(guān)：能夠可靠地實(shí)現(xiàn) CC-Link IE FB 轉(zhuǎn) DeviceNet 的協(xié)議轉(zhuǎn)換，在食品飲料生產(chǎn)環(huán)境下具備良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。其 CC-Link IE FB 側(cè)和 DeviceNet 側(cè)的參數(shù)配置靈活，可適應(yīng)不同設(shè)備的通信需求。

硬件連接

將塔訊 TX 131-RE-DNM/CCIES 網(wǎng)關(guān)的 CC-Link IE FB 端口通過符合食品行業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)線連接到西門子 S7-1500 系列 PLC 的 CC-Link IE FB 接口，保證網(wǎng)絡(luò)連接的安全和穩(wěn)定。同時(shí)，使用 DeviceNet 電纜將網(wǎng)關(guān)的 DeviceNet 端口連接到原料輸送環(huán)節(jié)的 DeviceNet 從站設(shè)備的相應(yīng)接口。為DeviceNet轉(zhuǎn)CC-Link IE FB網(wǎng)關(guān)提供穩(wěn)定、干凈的 24V 直流電源，并做好防護(hù)措施，防止電源受到污染影響網(wǎng)關(guān)正常工作。在布線過程中，注意對(duì)網(wǎng)線和電纜進(jìn)行保護(hù)，避免因食品飲料生產(chǎn)環(huán)境中的水汽、灰塵等因素對(duì)通信線路造成損壞。

軟件配置

·西門子 S7-1500 系列 PLC（CC-Link IE FB 主站）配置：打開西門子 TIA Portal 編程軟件，新建項(xiàng)目并選擇 CPU 1516-3 PN/DP PLC。在項(xiàng)目中添加 CC-Link IE FB 網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置主站參數(shù)，如網(wǎng)絡(luò)號(hào)、站號(hào)等。導(dǎo)入塔訊網(wǎng)關(guān)在 CC-Link IE FB 側(cè)的設(shè)備描述文件，將網(wǎng)關(guān)添加到網(wǎng)絡(luò)中，并設(shè)置其站號(hào)和通信參數(shù)。根據(jù)灌裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝要求，在 PLC 程序中定義與DeviceNet轉(zhuǎn)CC-Link IE FB網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的區(qū)域，例如，將灌裝量設(shè)定值等數(shù)據(jù)寫入輸出區(qū)域，用于傳遞給原料輸送設(shè)備；在輸入?yún)^(qū)域讀取原料流量、液位等信息。

·塔訊 TX 131-RE-DNM/CCIES 網(wǎng)關(guān)配置：使用塔訊網(wǎng)關(guān)配置軟件，新建工程并選擇 TX 131-RE-DNM/CCIES 網(wǎng)關(guān)。在 CC-Link IE FB 設(shè)置中，配置與西門子 PLC 網(wǎng)絡(luò)一致的參數(shù)，如網(wǎng)絡(luò)號(hào)、站號(hào)、傳輸速率等，確保與 CC-Link IE FB 網(wǎng)絡(luò)的正常通信。在 DeviceNet 設(shè)置中，根據(jù)原料輸送環(huán)節(jié) DeviceNet 從站設(shè)備的實(shí)際情況，配置波特率、節(jié)點(diǎn)地址等參數(shù)，使網(wǎng)關(guān)能夠與這些設(shè)備有效通信。建立 CC-Link IE FB 側(cè)與 DeviceNet 側(cè)的數(shù)據(jù)映射關(guān)系，確保原料輸送數(shù)據(jù)與灌裝控制數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)和傳輸。

·原料輸送環(huán)節(jié) DeviceNet 從站設(shè)備配置：對(duì)于流量傳感器、液位傳感器等設(shè)備，根據(jù)設(shè)備說明書設(shè)置其波特率、節(jié)點(diǎn)地址等參數(shù)，使其符合 DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)的要求，并與網(wǎng)關(guān)的 DeviceNet 設(shè)置相匹配。對(duì)于泵、閥門等執(zhí)行器，同樣進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，保證設(shè)備在 DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)中能夠正常接收網(wǎng)關(guān)發(fā)送的控制指令，并反饋設(shè)備狀態(tài)信息。

測(cè)試與驗(yàn)證

配置完成后，進(jìn)行全面的測(cè)試與驗(yàn)證。在西門子 S7-1500 系列 PLC 中編寫測(cè)試程序，向塔訊DeviceNet轉(zhuǎn)CC-Link IE FB網(wǎng)關(guān)發(fā)送模擬的灌裝量設(shè)定值等數(shù)據(jù)，觀察原料輸送環(huán)節(jié)的 DeviceNet 從站設(shè)備是否能夠正確接收并調(diào)整原料輸送量。然后，在原料輸送設(shè)備上模擬流量異常、液位過低等情況，通過網(wǎng)關(guān)檢查西門子 PLC 是否能夠及時(shí)接收到相關(guān)信息，并做出相應(yīng)的處理，如暫停灌裝或調(diào)整灌裝速度。對(duì)網(wǎng)關(guān)在食品飲料生產(chǎn)環(huán)境下的穩(wěn)定性進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試，確保在高溫、高濕等復(fù)雜工況下，CC-Link IE FB 轉(zhuǎn) DeviceNet 的通信依然可靠，保障生產(chǎn)過程的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

總結(jié)

通過引入塔訊 TX 131-RE-DNM/CCIES 網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn) CC-Link IE FB 轉(zhuǎn) DeviceNet 的協(xié)議轉(zhuǎn)換，該食品飲料企業(yè)的灌裝生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了原料輸送與灌裝環(huán)節(jié)的智能化協(xié)同控制。生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)共享，設(shè)備之間能夠根據(jù)彼此的狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。例如，當(dāng)灌裝量發(fā)生變化時(shí)，原料輸送設(shè)備能及時(shí)調(diào)整輸送流量，保證原料供應(yīng)與灌裝需求的匹配，有效減少了原料浪費(fèi)和產(chǎn)品質(zhì)量問題。同時(shí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)交互，企業(yè)能夠更好地對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行管理和優(yōu)化，提高了生產(chǎn)效率，推動(dòng)了食品飲料生產(chǎn)過程的智能化升級(jí)。

審核編輯 黃宇