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西门子S7-300PLC与S7-1200PLC以太网通讯及HMI集成实现焊接生产线的智能化升级

一、行业痛点

在汽车白车身焊接生产线上,西门子S7-300系列PLC长期承担着逻辑与运动控制的核心任务,但其唯一的9针MPI/DP口没有以太网能力,导致:

无法直接与后来上线的S7-1200PLC做高速数据耦合;

上位机只能通过CP5612卡走MPI,速率187.5kbit/s,一条产线完整备份需要40分钟;

现场人机界面只能使用西门子品牌,一旦改用国产触摸屏,就要额外加DP/485转换器,布线凌乱、故障点多。

二、解决方案

远创智控推出的MPI-ETH-YC01Plus以太网通讯处理器,以“0改动、0编程、0停机”三零优势,一次性化解以上痛点。模块把S7-300的9针MPI/DP口转换为标准10/100M以太网,同时保留DB9母口给触摸屏,做到“一网到底”。

三、硬件清单

主控制器1:西门子S7-300CPU

主控制器2:西门子S7-1200CPU

以太网模块:远创智控MPI-ETH-YC01Plus以太网通讯模块

交换机:赫斯曼OCTOPUS8M-POE

触摸屏1:西门子KTP900,6AV2123-2GB03-0AX0(连MPI-ETH-YC01Plus以太网模块的DB9母口)

触摸屏2:威纶通MT8102iE(通过模块自带的扩展RS485口,桥接型拨码即可)

上位机:研华工控机IPC-7132,WINCCV7.5+KepWareOPC6.9

网络拓扑:环网+RSTP,千兆汇聚

四、安装与接线

断电5分钟后,将MPI-ETH-YC01Plus西门子以太网模块的DB9公头插入S7-300的MPI/DP口,旋紧螺钉;

用标准超五类网线把模块RJ45口连到OCTOPUS交换机;

从模块的DB9母口再用Profibus电缆引至KTP900;威纶通MT8102iE则通过RS485端子A/B接入模块的X2端子;

S7-1200自带网口同样接入交换机;

研华工控机双网卡,一网卡接内部监控环网,另一网卡接MES系统,实现安全隔离。

五、参数配置

步骤一:MPI-ETH-YC01Plus以太网通讯处理器侧

拨码开关SW1设为“”:1-OFF、2-ON、3-OFF;

用NetDeviceV3.4有哪些信誉好的足球投注网站模块,设置IP:192.168.1.30,子网掩码255.255.255.0,网关192.168.1.1;

在“S7-TCP设置”中,本地TSAP03.02,远程TSAP03.00(对应CPU315槽号2);

打开“数据交换”向导,添加两条命令:

①S7-1200→S7-300:读取DB100.DBW0-DBW18(焊接配方号、电流、电压共10个参数);

②S7-300→S7-1200:写入DB50.DBW0-DBW8(实际电流、气压、焊缝计数)。

步骤二:S7-1200侧

TIAPortalV17中,激活“允许PUT/GET”,设置CPUIP192.168.1.20;

在“设备与网络”里添加新连接:伙伴选“未指定”,本地TSAP03.00,远程TSAP03.02;

用TSEND/TRCV指令块,使能与MPI-ETH-YC01Plus模块的10字节循环交换。

步骤三:WINCC侧

新建通道“TCP/IP(RFC1006)”,填入模块IP192.168.1.30,机架号0,槽号2;

建立变量表:WeldCurrent、WeldVoltage、FaultCode等,全部与DB100/DB50映射;

画面刷新周期500ms,历史归档1Hz。

通讯验证

在TIAPortal在线与诊断中,S7-1200与S7-300通讯状态灯持续绿色;

WINCC趋势图实时显示焊接电流曲线,与福禄克287C钳形表实测值误差0.5%;

威纶通MT8102iE断线重连测试:拔掉RS485端子3秒,10秒内自动恢复,无数据跳变;

用Wireshark抓包,以太网帧往返平均3.2ms,远低于工艺节拍200ms的要求。

扩展功能

ModbusTCP服务器:第三方安川机器人通过ModbusTCP读取焊点编号,实现机器人与PLC的柔性协同;

OPCUA:KepWare6.9把数据映射到OPCUA,MES系统可直接拉取产量、能耗、OEE;

六、结束语

借助远创智控MPI-ETH-YC01Plus以太网通讯处理器,焊接生产线在“老树开新花”的同时,实现了西门子S7-300、S7-1200与任何品牌触摸屏的无缝整合,为后续数字化升级奠定了坚实、开放、可持续的通讯基础。

(具体内容配置过程及其他相关咨询可联系杨工。)

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