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(tǒng)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(chǎn)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(tài)，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(tài);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(chǎn)中的重要設備，其主要是用于全鋼載重胎生產(chǎn)帶束層或胎體。如今裁斷機對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性要求越來越高，S7-1500以穩(wěn)定性、高效率和高性能等優(yōu)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(tài)，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(tǒng)性能外，還集成了一系列功能，包括運動控制、工業(yè)信息安全、以及故障安全等功能。該控制器極大縮短了系統(tǒng)響應時間，進而優(yōu)化了控制質(zhì)量，提高了系統(tǒng)性能，其具有下述優(yōu)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(tǒng)和過程數(shù)據(jù)的查詢，集成的系統(tǒng)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(tài)設計工具整合在一個統(tǒng)一的軟件環(huán)境中，通過這個平臺，可以將整套自動化系統(tǒng)集成在一起進行操作和控制，實現(xiàn)SINAMICS驅(qū)動設備的硬件組態(tài)、參數(shù)設置、調(diào)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(xiàn)對設備的硬件組態(tài)和診斷，極大提高了工程組態(tài)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(tǒng)的硬件連接如圖1所示。PLC和觸摸屏、分布式I/O及驅(qū)動裝置通過PROFINET進行連接。該控制系統(tǒng)通過PC連接PLC，實現(xiàn)程序傳遞，在線監(jiān)控、修改的功能。

3.2 硬件組態(tài)

PROFINET硬件組態(tài)的任務就是在設備和網(wǎng)絡編輯器中生成一個與實際的硬件系統(tǒng)對應的模擬系統(tǒng)，包括系統(tǒng)中的設備、PLC各模塊的型號、訂貨號及版本。組態(tài)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(tǒng)完全相同。

（1）組態(tài)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(tài)觸摸屏

雙擊項目樹中的“設備與網(wǎng)絡”，在最右側的“硬件目錄”中選擇“PC系統(tǒng)”—“常規(guī)PC”—“PC station”， 選擇“硬件目錄”中的應用軟件“WinCC RT Advanced”和網(wǎng)卡“常規(guī)IE”。在網(wǎng)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(wǎng)絡接口連接。在“常規(guī)”里選擇“以太網(wǎng)地址”，設置CPU和觸摸屏的IP地址和設備名稱。

（3）組態(tài)ET200S

在網(wǎng)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(wǎng)絡視圖里，切換至“S7連接”，點擊“網(wǎng)絡”，完成網(wǎng)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(tài)G120

在“硬件目錄”中選擇添加G120。完成網(wǎng)絡接口連接后，單擊G120的網(wǎng)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(tài)S120

在“硬件目錄”中選擇添加S120。注意組態(tài)的 S120固件版本要與實際設備相一致。完成網(wǎng)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(tài)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(wǎng)絡接口，完成網(wǎng)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(qū)動裝置中選擇“驅(qū)動裝置類型”為“PROFIdrive”， “驅(qū)動裝置”從下拉列表中選擇前面已經(jīng)組態(tài)好的通訊通道?；緟?shù)、硬件接口和擴展參數(shù)應根據(jù)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(tài)后的網(wǎng)絡視圖如圖2所示。

完成全部項目組態(tài)后，編譯檢查、保存后下載項目組態(tài)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(tài)中分配的名稱和IP地址一致。

4? ?結語

S7-1500處理速度快，聯(lián)網(wǎng)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(tǒng)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(chǎn)效率。同時，在TIA博途軟件中進行硬件組態(tài)效率高，操作簡單快捷。

參考文獻

[1]SIMATIC S7-1500/ET200MP 自動化系統(tǒng)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(yè)自動化系統(tǒng) [M]. 北京：機械工業(yè)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(yè)出版社，2009.