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(dòng)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(jí)過程中凸顯諸多問題：

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(dòng)；

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(tái)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(dòng)、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-YC02Plus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(tái)、每臺(tái)硫化機(jī)旁1臺(tái)，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(dòng)的布局特點(diǎn)

四、安裝與接線

對(duì)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公頭插入S7-200的PPI/DP口，旋緊螺釘做好防塵密封處理；

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；

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；

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)；

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(duì)應(yīng)中央控制柜CPU317槽號(hào)4）；

打開“數(shù)據(jù)交換”向?qū)В砑觾蓷l核心數(shù)據(jù)交互命令：

①S7-1500→S7-200：讀取DB300.DBW0-DBW22（單臺(tái)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(duì)每臺(tái)硫化工位內(nèi)的S7-1500PLC激活“允許PUT/GET”功能，按硫化機(jī)編號(hào)依次設(shè)置CPU固定IP（192.168.3.40-192.168.3.54，對(duì)應(yīng)15臺(tái)硫化機(jī)）；

在“設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)”界面為每臺(tái)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(tái)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(dòng)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(jí)，有效提升產(chǎn)品良率與生產(chǎn)效率。

審核編輯 黃宇