一、行業(yè)痛點

在汽車白車身焊接生產(chǎn)線上，西門子S7-300系列PLC長期承擔著邏輯與運動控制的核心任務(wù)，但其唯一的9針MPI/DP口沒有以太網(wǎng)能力，導(dǎo)致：

1. 無法直接與后來上線的S7-1200PLC做高速數(shù)據(jù)耦合;

2. 上位機只能通過CP5612卡走MPI，速率187.5kbit/s，一條產(chǎn)線完整備份需要40分鐘;

3. 現(xiàn)場人機界面只能使用西門子品牌，一旦改用國產(chǎn)觸摸屏，就要額外加DP/485轉(zhuǎn)換器，布線凌亂、故障點多。

二、解決方案

遠創(chuàng)智控推出的MPI-ETH-YC01 Plus以太網(wǎng)通訊處理器，以“0改動、0編程、0停機”三零優(yōu)勢，一次性化解以上痛點。模塊把S7-300的9針MPI/DP口轉(zhuǎn)換為標準10/100M以太網(wǎng)，同時保留DB9母口給觸摸屏，做到“一網(wǎng)到底”。

三、硬件清單

· 主控制器1：西門子S7-300 CPU

· 主控制器2：西門子S7-1200 CPU

· 以太網(wǎng)模塊：遠創(chuàng)智控MPI-ETH-YC01 Plus以太網(wǎng)通訊模塊

· 交換機：赫斯曼OCTOPUS8M-POE

· 觸摸屏1：西門子KTP900，6AV2123-2GB03-0AX0(連MPI-ETH-YC01 Plus以太網(wǎng)模塊的DB9母口)

· 觸摸屏2：威綸通MT 8102 iE(通過模塊自帶的擴展RS485口，橋接型撥碼即可)

· 上位機：研華工控機IPC-7132，WINCC V7.5+KepWareOPC6.9

· 網(wǎng)絡(luò)拓撲：環(huán)網(wǎng)+RSTP，千兆匯聚

四、安裝與接線

1. 斷電5分鐘后，將MPI-ETH-YC01 Plus西門子以太網(wǎng)模塊的DB9插入S7-300的MPI/DP口，旋緊螺釘;

2. 用標準超五類網(wǎng)線把模塊RJ45口連到OCTOPUS交換機;

3. 從模塊的DB9母口再用Profibus電纜引至KTP900;威綸通MT 8102 iE則通過RS485端子A/B接入模塊的X2端子;

4. S7-1200自帶網(wǎng)口同樣接入交換機;

5. 研華工控機雙網(wǎng)卡，一網(wǎng)卡接內(nèi)部監(jiān)控環(huán)網(wǎng)，另一網(wǎng)卡接MES系統(tǒng)，實現(xiàn)安全隔離。

五、參數(shù)配置

步驟一：MPI-ETH-YC01 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;

· 用NetDeviceV3.4搜索模塊，設(shè)置IP：192.168.1.30，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，網(wǎng)關(guān)192.168.1.1;

· 在“S7-TCP設(shè)置”中，本地TSAP03.02，遠程TSAP03.00(對應(yīng)CPU315槽號2);

· 打開“數(shù)據(jù)交換”向?qū)?，添加兩條命令：

①S7-1200→S7-300：讀取DB100.DBW0-DBW18(焊接配方號、電流、電壓共10個參數(shù));

②S7-300→S7-1200：寫入DB50.DBW0-DBW8(實際電流、氣壓、焊縫計數(shù))。

步驟二：S7-1200側(cè)

· TIAPortalV17中，激活“允許PUT/GET”，設(shè)置CPUIP192.168.1.20;

· 在“設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)”里添加新連接：伙伴選“未指定”，本地TSAP03.00，遠程TSAP03.02;

· 用TSEND/TRCV指令塊，使能與MPI-ETH-YC01 Plus模塊的10字節(jié)循環(huán)交換。

步驟三：WINCC側(cè)

· 新建通道“TCP/IP(RFC1006)”，填入模塊IP192.168.1.30，機架號0，槽號2;

· 建立變量表：WeldCurrent、WeldVoltage、FaultCode等，全部與DB100/DB50映射;

· 畫面刷新周期500ms，歷史歸檔1Hz。

通訊驗證

1. 在TIAPortal在線與診斷中，S7-1200與S7-300通訊狀態(tài)燈持續(xù)綠色;

2. WINCC趨勢圖實時顯示焊接電流曲線，與福祿克287C鉗形表實測值誤差<0.5%;

3. 威綸通MT 8102 iE斷線重連測試：拔掉RS485端子3秒，10秒內(nèi)自動恢復(fù)，無數(shù)據(jù)跳變;

4. 用Wireshark抓包，以太網(wǎng)幀往返平均3.2ms，遠低于工藝節(jié)拍200ms的要求。

擴展功能

· ModbusTCP服務(wù)器：第三方安川機器人通過ModbusTCP讀取焊點編號，實現(xiàn)機器人與PLC的柔性協(xié)同;

· OPCUA：KepWare6.9把數(shù)據(jù)映射到OPCUA，MES系統(tǒng)可直接拉取產(chǎn)量、能耗、OEE;

六、結(jié)束語

借助遠創(chuàng)智控MPI-ETH-YC01 Plus以太網(wǎng)通訊處理器，焊接生產(chǎn)線在“老樹開新花”的同時，實現(xiàn)了西門子S7-300、S7-1200與任何品牌觸摸屏的無縫整合，為后續(xù)數(shù)字化升級奠定了堅實、開放、可持續(xù)的通訊基礎(chǔ)。

(具體內(nèi)容配置過程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。)