西門子300PLC與數(shù)控系統(tǒng)840D和828D通訊的分析與應用

陳城錦

摘 要：對西門子S7-300 PLC、WINCC與數(shù)控系統(tǒng)的通訊方式進行介紹，分析了PLC與數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的通訊設計思路，介紹S7-300 PLC通過WINCC和840D/828D建立通訊的應用。

關(guān)鍵詞：840D；828D；S7-300；PLC；WINCC；通訊

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A

數(shù)控機床與外圍設備的通訊方式大部分采用IO通訊，隨著數(shù)控機床自動加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)交互量要求越來越高，在數(shù)據(jù)量大的場合中IO通訊有時會不適用。

當前數(shù)控機床采用網(wǎng)絡或者總線等通訊越來越多。筆者在項目中遇到一個典型的案例，由于設計前期通訊未搭建，在整合階段由于采用西門子315-2DP、840D和828D，設備之間可以進行多種通訊。

經(jīng)過研究，基于現(xiàn)場方便和成本考慮，通過WINCC為該現(xiàn)場提供了通訊解決方案。

1 各部分使用通訊介紹

1.1 S7-300 PLC

S7-300具有不同的通信接口：連接AS-Interface、PROFIBUS和PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；多點接口（MPI）；PROFIBUS DP。SIMATIC S7-300可通過通信處理器或通過配備集成PROFIBUS DP接口的CPU連接到PROFIBUS DP總線系統(tǒng)。

該項目CPU采用315-2DP，集成兩個DP口通訊。

1.2數(shù)控系統(tǒng)840D和828D

SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元，負責NC所有的功能，機床的邏輯控制，還有和MMC的通訊，它由一個COM CPU板、 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成。帶有MPI或PROFIBUS接口，RS232接口。[ 4 ]SINUMERIK828D是基于S7-200的控制系統(tǒng)，支持RS232C、PLC I/O和以太網(wǎng)等通訊。[ 3 ]

1.3 WINCC

WINCC是目前工業(yè)現(xiàn)場應用較為廣泛的可視化軟件技術(shù)，能實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的模擬畫面，使現(xiàn)場設備除了提供用的通道，用于連接到SIMATIC 55/57/5505等系列的PLC外，還提供了如PROFIBUS？DP/FMS，DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）和OPC（用于過程控制的OLE）等通用通道連接到第三方控制器。

此外，WINCC還以附加件（add-ons）的形式提供連接到其他控制器的通訊通道。另外，還提供了一個CDK選件，可以用它來開發(fā)一些專用通訊通道。同時WINCC內(nèi)部可通過腳本控制來進行數(shù)據(jù)交互。

1.4 PN/PN Coupler

PN/PN Coupler用于連接兩個PROFINET網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換。最多可以傳送256個字節(jié)的輸入和256個字節(jié)的輸出。它具有兩個PROFINET接口，每個接口作為一個IO Device連接到各自的PROFINET系統(tǒng)中。

2 PLC與數(shù)控系統(tǒng)通訊方式分析

2.1 PLC與840D通訊方式

840D的NCU單元集成常用的通訊口PROFIBUS和PROFINET，可以根據(jù)這兩種接口與PLC和WINCC通訊。840D可以和S7 315-2DP進行PROFIBUS DP通訊，同時可以通過PROFINET與WINCC進行通訊。

2.2 PLC與828D通訊方式

828D支持RS232C、PLC I/O和以太網(wǎng)等通訊，但是它是基于S7-200系統(tǒng)，所以不能直接與300的PLC和840D直接通訊，需要采用PN/PN COUPLE或者PN/DP COUPLE耦合器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。我們平常較多使用PN/PN COUPLE。[ 2 ]

3 PLC通過WINCC與數(shù)控系統(tǒng)通訊的應用

3.1 PLC通過WINCC與數(shù)控系統(tǒng)通訊的應用

考慮到現(xiàn)場添加以太網(wǎng)模塊成本較高，對于本項目有工控機作為總控，PLC和數(shù)控系統(tǒng)都和WINCC進行連接通訊，這樣通過WINCC的腳本數(shù)據(jù)交互功能就可以使PLC和數(shù)控系統(tǒng)進行通訊了。[ 5 ]現(xiàn)場通訊圖如圖3：

CPU 315-2DP具有DP通訊，通過工控機安裝CP5611卡和WINCC進行Profibus DP通訊。[ 1 ]同時數(shù)控系統(tǒng)840D是基于S7-300的系統(tǒng)，可以通過TCP/IP通訊協(xié)議與WINCC直接進行網(wǎng)絡通訊。

而828D是基于S7-200的系統(tǒng)，它無法與WINCC直接進行通訊，但可以通過PN/PN Couple進行耦合，數(shù)控系統(tǒng)828D的數(shù)據(jù)通過耦合器和840D進行數(shù)據(jù)交互，這樣就可以經(jīng)過840D與WINCC進行通訊了。

4 結(jié)語

數(shù)據(jù)通訊技術(shù)為開展大中型自動化項目提供了非常方便的基礎，在現(xiàn)在的項目中越來越多的得到應用。

西門子通訊功能十分豐富，在實際應用中可以根據(jù)現(xiàn)場的需要和局限選擇通訊方式。數(shù)控系統(tǒng)、PLC和總控之間不局限于文中介紹的方式，可以在此基礎上設計出多種通訊方式。

參考文獻：

[1] 周華，鄧雯靜，周建英.基于CP5611的WINCC與PLC通訊研究[J].自動化與儀器儀表，2012（3）：43-44.

[2] 李金龍， 孫永超.SINUMERIK 828D數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)雙柱立車雙刀架同時加工[J].制造技術(shù)與機床，2015（3）：158-160.

[3] 金霞.西門子全新緊湊型數(shù)控系統(tǒng)Sinumerik 828D問世[J].金屬加工：冷加工，2009（23）：20.

[4] 胡國清，張旭宇.西門子SINUMERIK840D sl＼840Di sl數(shù)控系統(tǒng)應用工程師手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013：20-25.

[5] 蘇昆哲.深入淺出WINCC V6[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005：222-224.