西门子自动化产品在轴承生产线中的应用

文/穆杨 大连今欣智能自动化有限公司 辽宁大连 116033

西门子自动化产品在轴承生产线中的应用

文/穆杨 大连今欣智能自动化有限公司 辽宁大连 116033

本文描述了采用SIEMENS S7-1500系列PLC及其模块和博图 V12组态软件等自动化产品实现轴承生产线的自动化控制。硬件设计中，主控制系统采用S7-1500高性能CPU，辅助系统采用S7-1500中小型CPU。网络拓扑完全采用PROFINET现场总线进行主控制系统与辅助系统、触摸屏TP1200、电能监测仪表PAC3200、分布式I/O站ET200SP通信。利用博图WinCC V12组态软件实现了生产设备运行状态的实时监控和预置工艺参数等功能。

PROFINET现场总线;轴承生产线;S7-1500系列PLC;分布式I/O站ET200SP;博图V12

一、项目简介

1.企业简介

某集团公司在滚动轴承和密封件业务领域是全球领先的产品、客户解决方案与服务的供应商，凭借其100多年来在轴承和轴承单元、密封件、润滑系统、机电一体化和服务等五大平台的经验和专业技能，已发展成为一家知识型公司，带动中国国内行业发展，占据国际市场重要份额。

二、控制系统的结构和配置

1.控制系统结构

本项目的控制系统分为管理优化系统、上位监控系统、主系统和辅助系统四部分。

管理优化系统用于整个系统的数据管理和参数优化，包括： 1个管理级工作站，1个优化工作站。

上位监控系统用于整个系统的数据监控和参数预设，包括：1个工程师站，2个HMI。

主系统用于完成机加工区的信号采集和指令发布以及同辅助系统、上位监控系统、管理优化系统的数据交换，包括：1个S7-1513主系统控制CPU，7个ET200SP分布式I/O站。

辅助系统用于完成装配区的信号采集和指令发布以及同主系统的数据交换。

三、系统完成的控制功能和重难点实现

本项目中采用工业以太网和PROFINET现场总线相结合的网络架构。

根据现场数据量大，需要数据的传输速率高，传输距离远等实际情况，在实际设计中，采用工业以太网和PROFINET现场总线配合的通讯方式。由于与主系统和辅助系统PLC通讯的设备数量众多，为保证数据传输的稳定性，故选用2个提供12个网口和2个百兆多模光口的西门子工业以太网数据交换机SCALANCE X212-2实现数据交换。本项目中要求设置管理优化工作站，而且主系统要与其公司内部的OA（办公自动化）系统相连接，搭建企业网络平台，造成出现多种不同的物理介质通讯，故原设计中采用ISO通信协议，通过MAC地址实现的工业以太网无法满足要求。因此，根据实际情况，采用TCP/IP通信协议，通过IP地址重新搭建工业以太网，很好的实现了项目中建立企业网络平台这一目标。上位监控系统选用PROFINET现场总线和工业以太网实现与主系统通讯。

四、项目运行情况

本系统自2013年12月投入运行以来，运行稳定、可靠。直观丰富的HMI画面和完善的工艺参数设定，为生产操作、生产工艺流程监控和优化提供了极大的方便和有力的依据，有效地缓解了现场操作人员一直以来工作强度高的问题，提高了企业的生产管理效率和综合水平。该系统设计合理、结构严谨，运行方案灵活先进，从本质上保证了各个生产工序的衔接和安全稳定运行，大大提高了生产现场自动化控制水平，收到了预期的效果。

五、应用体会

通过轴承生产线的控制系统的设计、实施，进一步加深了我们对西门子公司工业自动化系统的理解，体会到了SIEMENS最新一代的自动化产品的稳定可靠，总结了许多SIEMENS产品的应用心得。

[1]SIMATIC S7-1500可编程控制器产品样本,2013.

[2]et200sp_system_manual_zh-CHS_ zh-CHS,2013.

[3]TIA博途软件-STEP7 V11编程指南,2012.

[4]西门子工业网络通信指南,2005.

[5]PROFINET智能设备使用入门,2010.

[6]PAC3200和PAC4200多功能测量仪表产品样本,2009.

Application of SIEMENS Automatic Production on Bearing Production Line

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.

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