1 項(xiàng)目背景與系統(tǒng)概述

在印刷機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中，常常需要整合不同年代的設(shè)備與技術(shù)。我們近期的一個(gè)項(xiàng)目涉及一套由西門子S7-1500系列PLC控制的印刷生產(chǎn)線，其核心需求是將新型PROFINET網(wǎng)絡(luò)與已有的PROFIBUS DP伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行無縫對(duì)接。伺服驅(qū)動(dòng)器作為印刷精度控制的關(guān)鍵設(shè)備，僅支持PROFIBUS DP協(xié)議，而新PLC主站采用PROFINET作為主干網(wǎng)絡(luò)。為解決這一異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信問題，我們采用PROFINET轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了PROFINET從站與PROFIBUS DP主站之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，最終完成了系統(tǒng)集成。

2 接口特性：PROFINET從站與PROFIBUS DP主站協(xié)同工作

PROFINET作為從站的配置特點(diǎn)

PROFINET是一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的開放式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，支持實(shí)時(shí)通信和高度靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在本系統(tǒng)中，PROFINET轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)設(shè)備作為PROFINET網(wǎng)絡(luò)的從站設(shè)備，通過GSDML文件導(dǎo)入至西門子TIA Portal硬件組態(tài)中。其IP地址和設(shè)備名稱由PLC統(tǒng)一分配，數(shù)據(jù)以IO-Link方式周期性交換，實(shí)現(xiàn)了PLC對(duì)網(wǎng)關(guān)的透明化訪問。

PROFIBUS DP作為主站的控制機(jī)制

網(wǎng)關(guān)的另一側(cè)作為PROFIBUS DP主站，負(fù)責(zé)管理連接的多臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器（DP從站）。我們通過配置網(wǎng)關(guān)的GSD文件，設(shè)定各伺服驅(qū)動(dòng)器的站地址、數(shù)據(jù)傳輸格式及波特率（通常為1.5 Mbps）。PROFIBUS DP采用主從輪詢機(jī)制，網(wǎng)關(guān)按周期讀取伺服驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)字、實(shí)際位置等數(shù)據(jù)，并下發(fā)控制字和目標(biāo)位置指令。其高抗干擾性和實(shí)時(shí)性能滿足印刷機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的嚴(yán)格要求。

系統(tǒng)集成中的關(guān)鍵點(diǎn)

在實(shí)際調(diào)試中，需注意兩方面的問題：一是PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)的物理層質(zhì)量，包括終端電阻的設(shè)置和電纜屏蔽，以避免數(shù)據(jù)丟包；二是PROFINET與PROFIBUS DP之間的數(shù)據(jù)映射關(guān)系，必須在網(wǎng)關(guān)配置軟件中明確定義輸入/輸出字節(jié)長(zhǎng)度及數(shù)據(jù)類型，確保數(shù)據(jù)解析無誤。

3 總結(jié)

通過PROFINET轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)，我們成功將傳統(tǒng)的PROFIBUS DP伺服設(shè)備集成到新一代PROFINET自動(dòng)化系統(tǒng)中。這一方案既保護(hù)了原有設(shè)備投資，又提升了系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)過程中，合理使用協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)是平衡技術(shù)先進(jìn)性與成本效益的有效手段，尤其適用于印刷機(jī)械這類對(duì)實(shí)時(shí)性和精度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

審核編輯 黃宇