一、行業(yè)痛點(diǎn)

在橡膠硫化產(chǎn)線的總控與工位控制系統(tǒng)中，西門子 S7-200 系列 PLC 長期作為產(chǎn)線中央控制柜的核心控制器，承擔(dān)著全產(chǎn)線硫化機(jī)群的邏輯調(diào)度、工藝數(shù)據(jù)匯總與設(shè)備故障聯(lián)動控制任務(wù)，但其僅有的 9 針 PPI/DP 口無以太網(wǎng)通訊能力，在橡膠硫化產(chǎn)線智能化升級過程中凸顯諸多問題：

1.無法直接與各硫化工位部署的 S7-1500PLC 實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)耦合，硫化機(jī)的模溫、硫化壓力、保壓時(shí)間、膠料硫化度等實(shí)時(shí)工藝數(shù)據(jù)傳輸滯后，易導(dǎo)致膠料硫化不合格、產(chǎn)品良率波動；

2.產(chǎn)線監(jiān)控上位機(jī)只能通過 CP5612 卡走 PPI 協(xié)議通訊，傳輸速率僅 187.5kbit/s，全產(chǎn)線 15 臺硫化機(jī)的工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)完整備份耗時(shí)超 40 分鐘，無法滿足工藝參數(shù)溯源、質(zhì)量問題快速排查的需求。

二、解決方案

遠(yuǎn)創(chuàng)智控推出的 PPI-ETH-YC02 Plus 以太網(wǎng)通訊處理器，以 “0 改動、0 編程、0 停機(jī)” 的三零核心優(yōu)勢，一次性解決橡膠硫化產(chǎn)線上述通訊痛點(diǎn)。該模塊將 S7-200 的 9 針 PPI/DP 口直接轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn) 10/100M 以太網(wǎng)口，同時(shí)保留 DB9 母口為原有國產(chǎn)觸摸屏提供通訊接口，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線中央控制柜與各硫化工位的 “一網(wǎng)到底” 通訊架構(gòu)，適配橡膠硫化車間多設(shè)備、多工位的密集式部署特點(diǎn)，兼容車間高溫、高濕的生產(chǎn)環(huán)境。

三、硬件清單

·主控制器 1：西門子 S7-200 CPU（橡膠硫化產(chǎn)線中央控制柜核心）

·主控制器 2：西門子 S7-1500 CPU（各硫化工位本地控制核心）

·以太網(wǎng)模塊：遠(yuǎn)創(chuàng)智控 PPI-ETH-YC02 Plus 以太網(wǎng)通訊模塊

·交換機(jī)：赫斯曼 SPIDER II 8TX/2FX（適配產(chǎn)線多設(shè)備接入，抗車間高溫高濕環(huán)境）

·觸摸屏：昆侖通態(tài) TPC1271Gn（中央控制室 1 臺、每臺硫化機(jī)旁 1 臺，均連接 PPI-ETH-YC02 Plus 以太網(wǎng)模塊的 DB9 母口）

·上位機(jī)：研華工控機(jī) IPC-510，WINCC V7.5+KepWareOPC6.9（橡膠硫化產(chǎn)線中央監(jiān)控室）

·網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌盒切?+ RSTP 冗余設(shè)計(jì)，千兆匯聚，適配橡膠硫化車間工位密集、設(shè)備聯(lián)動的布局特點(diǎn)

四、安裝與接線

1.對橡膠硫化產(chǎn)線中央控制柜 S7-200PLC 斷電 10 分鐘后，將 PPI-ETH-YC02 Plus 西門子以太網(wǎng)模塊的 DB9插入 S7-200 的 PPI/DP 口，旋緊螺釘做好防塵密封處理；

2.采用屏蔽超五類工業(yè)網(wǎng)線，將模塊 RJ45 口連接至赫斯曼工業(yè)交換機(jī)，交換機(jī)部署于中央控制柜防塵機(jī)柜內(nèi)，遠(yuǎn)離硫化機(jī)高溫區(qū)域；

3.從模塊的 DB9 母口通過 Profibus 專用工業(yè)電纜引至中央控制室昆侖通態(tài) TPC1271Gn 觸摸屏，各硫化機(jī)旁的昆侖通態(tài) TPC1271Gn 觸摸屏通過交換機(jī)與模塊實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊，電纜做耐高溫防護(hù)處理；

4.各硫化工位內(nèi) S7-1500PLC 自帶網(wǎng)口通過工業(yè)網(wǎng)線接入就近交換機(jī)，組成橡膠硫化產(chǎn)線通訊內(nèi)網(wǎng)；

5.研華工控機(jī)配置雙網(wǎng)卡，一網(wǎng)卡接入產(chǎn)線內(nèi)部監(jiān)控內(nèi)網(wǎng)，另一網(wǎng)卡接入工廠 MES 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)與企業(yè)管理數(shù)據(jù)的安全隔離，防止外網(wǎng)干擾產(chǎn)線正常運(yùn)行。

五、參數(shù)配置

步驟一：PPI-ETH-YC02 Plus 以太網(wǎng)通訊處理器側(cè)

·撥碼開關(guān) SW1 設(shè)為：1-OFF、2-ON、3-OFF，適配 S7-200PLC 通訊協(xié)議；

·用 NetDeviceV3.4 軟件搜索現(xiàn)場模塊，設(shè)置模塊固定 IP：192.168.3.30，子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0，網(wǎng)關(guān) 192.168.3.1，適配橡膠硫化產(chǎn)線內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)段；

·在 “S7-TCP 設(shè)置” 中，本地 TSAP05.02，遠(yuǎn)程 TSAP05.00（對應(yīng)中央控制柜 CPU317 槽號 4）；

·打開 “數(shù)據(jù)交換” 向?qū)?，添加兩條核心數(shù)據(jù)交互命令：

①S7-1500→S7-200：讀取 DB300.DBW0-DBW22（單臺硫化機(jī)的模溫、硫化壓力、保壓時(shí)間、膠料厚度、工位運(yùn)行狀態(tài)等 11 個(gè)核心工藝參數(shù)）；

②S7-200→S7-1500：寫入 DB70.DBW0-DBW8（中央控制柜下發(fā)的模溫調(diào)節(jié)指令、硫化時(shí)間設(shè)定、設(shè)備啟停指令、壓力校準(zhǔn)參數(shù)）。

步驟二：S7-1500 側(cè)

·在 TIAPortalV17 編程軟件中，對每臺硫化工位內(nèi)的 S7-1500PLC 激活 “允許 PUT/GET” 功能，按硫化機(jī)編號依次設(shè)置 CPU 固定 IP（192.168.3.40-192.168.3.54，對應(yīng) 15 臺硫化機(jī)）；

·在 “設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)” 界面為每臺 S7-1500 添加新連接：伙伴選 “未指定”，本地 TSAP05.00，遠(yuǎn)程 TSAP05.02，與中央控制柜的 PPI-ETH-YC02 Plus 模塊匹配；

·調(diào)用 TSEND/TRCV 指令塊，配置 11 字節(jié)循環(huán)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)單臺硫化機(jī)與中央控制柜的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，保障工藝參數(shù)調(diào)節(jié)的及時(shí)性。

六、結(jié)束語

借助遠(yuǎn)創(chuàng)智控 PPI-ETH-YC02 Plus 以太網(wǎng)通訊處理器，橡膠硫化產(chǎn)線在保留原有西門子 S7-200PLC 核心控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了與各硫化工位 S7-1500PLC 的高速以太網(wǎng)通訊，且完成了全場景國產(chǎn)觸摸屏的無縫集成與統(tǒng)一管控。該方案適配橡膠硫化車間工位密集、設(shè)備聯(lián)動的布局特點(diǎn)與高溫高濕的運(yùn)行環(huán)境，解決了傳統(tǒng)通訊方式速率低、故障多、兼容性差的行業(yè)痛點(diǎn)，為橡膠硫化產(chǎn)線后續(xù)的數(shù)字化生產(chǎn)、工藝大數(shù)據(jù)分析、智能排產(chǎn)調(diào)度奠定了堅(jiān)實(shí)、開放、可持續(xù)的通訊基礎(chǔ)，助力橡膠硫化產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)人工操作到智能無人化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級，有效提升產(chǎn)品良率與生產(chǎn)效率。

審核編輯 黃宇