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采用西门子PLC控制的自动化生产线案例

一、引言

上海大众汽车有限公司引进的德国SCHULER6000KN大型自动

化冲压线主要用来生产PASSAT轿车4门2盖等中型冲压件，平均冲

次可达6.7次/分钟。SCHULER冲压线主要由6个压机单元和6个机

械化单元组成，压机单元主要用来进行料片冲压，机械化单元主要采

用吸盘方式进行料片拆垛、压机之间料片传送等任务。

SCHULER自动化压机线的控制设备采用先进的西门子控制设备，

整个自动化控制网络分为两级，第一级为基础自动化网络，它主要包

括现场层SIEMENS可编程控制器SIMATICH1网络和操作员工作站

WINCC网络；第二级为服务器控制管理层网络。

SCHULER压机线的整个工业控制网络系统较为复杂，由环形拓扑

结构、星形拓扑结构、总线形拓扑结构三种拓扑结构类型的工业控制

网络组合而成。

二、基础自动化网络

2.1现场层网络

SCHULER压机线现场层控制采用PLC和PROFIBUS现场总线控

制。每个压机单元和机械化单元各采用独立的PLC控制，PLC采用西

门子S5-115U可编程控制器，整条压机线共使用了12个PLC进行控

制。

2.1.1PLCH1网络

服务器与现场层PLC通讯采用SIMATICH1以太网络，

CSMA/CD协议，光缆介质，通信速率为10Mbps，环形拓扑结构。

每单元PLC都配置有CP1430通讯模块，通过相应的OLM（光电转换

模块）上网通讯，服务器内置CP1413通讯模块通过第一单元OLM模

块与PLCH1网通讯。在此服务器起到参数的上传／下送作用，它与

PLC之间的数据交换通过DDF（动态数据交换）来进行。

使用光纤网不仅满足了高速大容量的数据交换，也大大增强了抗

外界电磁场干扰以及抗泄漏的性能，环形结构的好处是一旦光纤网链

路发生断裂，仍可保持通信；此外，它完全与电位无关地运行，不必

花费昂贵的等电位连接费用，且大大增强了网络的可靠性。

2.1.2PROFIBUS总线

PLC与现场设备的通迅采用西门子公司的PROFIBUS－DP现场总

线，PROFIBUS－DP总线是一种全分布式现场总线型现场控制网络，

它通过ET200分布式输入／输出系统与现场设备之间实现双向串行多

节点数字通信。单个分散的现场设备通过PROFIBUS总线连接成可以

相互沟通信息、共同完成控制任务的网络系统和控制系统，形成控制

功能彻底下放到现场的全分布网络集成式新型控制系统，它大大简化

了现场布线并节省了安装费用。

ET200分布式输入／输出系统采用主栈和从栈结构,主栈在总线上

向从栈发送数据并向从栈索取数据,从栈只有当主栈发出请求时才能与

主栈进行数据交换。

在本控制系统的PROFIBUS现场总线中，内置总线接口控制板

IM308-C的PLC作为总线的主栈，ET200输入／输出模块作为总线的

从栈，总线传输介质为屏蔽双绞线，PLC通过PROFIBUS-DP实现对

现场设备的控制。

2.2操作员工作站WinCC网络

操作员工作站通信网络采用10BASE-T以太网，TCP/IP开放协议，

光缆介质，通信速率为10Mbps，环形拓扑结构，具体配置为：每个

压机单元各附有前后2个操作员工作站，SCHULER自动化压机线共有

12个操作员工作站，工作站内置3COM