一、項(xiàng)目背景

該車(chē)間擁有兩條 24小時(shí)連續(xù)烘烤線，單線日產(chǎn)面包 12萬(wàn)袋。核心控制器為 12套西門(mén)子 S7-200 SMART CPU SR40，分別負(fù)責(zé)配料、打面、發(fā)酵、烘烤、冷卻、包裝 6大工段。2024年企業(yè)引進(jìn)西門(mén)子 TP900 Comfort觸摸屏作為現(xiàn)場(chǎng)操作面板，計(jì)劃通過(guò)以太網(wǎng)與 PLC實(shí)時(shí)交互，并接入工廠 MES采集關(guān)鍵溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)。由于 SR40本體無(wú)網(wǎng)口，最初方案只能走 RS-485，結(jié)果出現(xiàn)三大痛點(diǎn)：

通訊速率 187.5 kbps，刷新 200 ms以上，HMI曲線卡頓；

485總線僅支持一主一從，無(wú)法同時(shí)連接觸摸屏與上位機(jī)；

現(xiàn)場(chǎng)需要頻繁修改配方，工程師必須停產(chǎn)插拔編程電纜，平均每次換線 15 min，按每天 4次計(jì)算，單條線年停機(jī)損失約 18萬(wàn)元。

最終，廠方?jīng)Q定采用“以太網(wǎng)模塊九針口直連 PLC，模塊網(wǎng)口連觸摸屏”的極簡(jiǎn)拓?fù)?，選用捷米特 ETH-S7200-JM02 PPI轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊作為通訊橋接器。

二、設(shè)備清單

PLC：西門(mén)子 S7-200 SMART CPU SR40（6ES7 288-1SR40-0AA0），12套

以太網(wǎng)模塊：捷米特 ETH-S7200-JM02 PPI以太網(wǎng)模塊，12只

HMI：西門(mén)子 KTP900 Comfort（6AV2 123-2JB03-0AX0），12臺(tái)

交換機(jī)：西門(mén)子 SCALANCE XB208，2臺(tái)

編程/調(diào)試軟件：

STEP 7-MicroWIN SMART V2.8

WinCC Advanced V17

捷米特 JM-Tools V4.6

附屬器材：超五類(lèi)屏蔽網(wǎng)線（CAT5e STP）、DIN導(dǎo)軌、九針 PPI電纜（0.3 m，捷米特隨機(jī)附帶）

三、硬件安裝

斷電：遵循食品車(chē)間“先清洗、后停電”安全規(guī)程，鎖斷 24 VDC饋線開(kāi)關(guān)，確認(rèn) PLC無(wú)電。

拆線：拔掉原觸摸屏 MPI電纜，記錄線號(hào)，防止混插。

掛模塊：將 ETH-S7200-JM02 PPI以太網(wǎng)通訊模塊垂直卡入 PLC九針 PPI口，聽(tīng)到“咔噠”聲即鎖止；模塊采用 PLC口取電（5 V/80 mA），無(wú)需外置電源，降低故障點(diǎn)。

連網(wǎng)線：模塊自帶 RJ45座，用屏蔽網(wǎng)線直連 TP900的以太網(wǎng)口；若需多點(diǎn)監(jiān)控，則先接入 SCALANCE交換機(jī)，再?gòu)慕粨Q機(jī)引到各 HMI與上位機(jī)。

接地：模塊金屬外殼通過(guò) DIN導(dǎo)軌與機(jī)柜 PE排相連，滿足食品車(chē)間防靜電要求。

上電：先 24 VDC，再 220 VAC，觀察模塊指示燈：

PWR常綠：供電正常

LINK黃色常亮：以太網(wǎng)鏈路通

RX/TX綠色閃爍：數(shù)據(jù)交換中

四、軟件配置

（一）模塊端

打開(kāi) JM-Tools，自動(dòng)掃描到 12只 ETH-S7200-JM02 PPI以太網(wǎng)通訊處理器，默認(rèn) IP 192.168.1.200起。

修改參數(shù)：

IP：192.168.0.10-192.168.0.21（與車(chē)間網(wǎng)段一致）

子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

網(wǎng)關(guān)：192.168.0.1

PLC類(lèi)型：S7-200 SMART

串口波特率：187.5 kbps（自動(dòng)識(shí)別，無(wú)需改動(dòng)）

ModbusTCP映射：保持寄存器 40001-40064對(duì)應(yīng) VW100-VW226

點(diǎn)擊“下載”，模塊重啟后新參數(shù)生效。

（二）觸摸屏端

在 WinCC Advanced中新建“S7-1200/1500”驅(qū)動(dòng)，手動(dòng)把 IP指向?qū)?yīng)模塊地址（如 192.168.0.10），端口 102。

變量表直接調(diào)用 PLC地址，例如：

發(fā)酵溫度 VW100 → %MW0

烘烤時(shí)間 VW102 → %MW1

編譯無(wú)誤后下載到 KTP900，畫(huà)面切換時(shí)間由 2 s縮短到 200 ms。

（三）PLC 編程

無(wú)需額外指令，ETH-S7200-JM02 PPI以太網(wǎng)通訊模塊完全透明傳輸；若需遠(yuǎn)程維護(hù)，可在 STEP 7-MicroWIN SMART里設(shè)置“遠(yuǎn)程 IP 192.168.0.10”，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)在線監(jiān)控、強(qiáng)制變量、固件升級(jí)。

五、功能驗(yàn)證

單點(diǎn)測(cè)試：工程師站在中控室，通過(guò)筆記本電腦 Ping 192.168.0.10，延時(shí) <1 ms；打開(kāi)狀態(tài)表，任意改寫(xiě) VW100=123，HMI?畫(huà)面同步刷新，驗(yàn)證“零丟包”。

多主站測(cè)試：同時(shí)打開(kāi) WinCC、MES客戶端、觸摸屏，三路同時(shí)讀 VW100-VW120，模塊自動(dòng)排隊(duì)，無(wú)沖突。

24 h老化：連續(xù)烘烤 3天，模塊殼溫 45 ℃，通訊無(wú)閃斷；食品級(jí)衛(wèi)生檢查時(shí)，機(jī)柜開(kāi)啟高壓水槍清洗，模塊密封良好，IP30防護(hù)滿足車(chē)間要求。

六、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

九針口必須插到底，若 LINK燈不亮，多數(shù)原因是插頭松動(dòng)或 PPI口內(nèi)異物；

模塊與觸摸屏最好同品牌交換機(jī)，避免廉價(jià)家用交換機(jī)因緩存不足導(dǎo)致廣播風(fēng)暴；

食品車(chē)間水汽大，網(wǎng)線務(wù)必選用屏蔽型，RJ45接頭加防護(hù)套，防止氧化；

若后續(xù)需接入 ERP，可啟用 ETH-S7200-JM02 PPI以太網(wǎng)通訊模塊的 MQTT固件，JSON格式上云，實(shí)現(xiàn)“一鍵配方”遠(yuǎn)程推送。

審核編輯 黃宇