制丝烘前秤与梗线的断网问题及解决方案

制丝烘前秤 与梗线 的断网问题及解决方案

唐光雄 裴诚 于建强

四川中烟工业有限责任公司什邡卷烟厂 四川什邡 618400

摘要：什邡卷烟厂烘前秤的PLC在生产过程中经常出现与梗线主电控柜PLC的以太网通讯故障，操作工无法操作设备进行正常生产。本文着重介绍解决这个网络通讯故障的方法，以及其具体的探索过程，以保障生产的顺利运行。　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　

关键词：PLC；工业以太网通信；通信协议

什邡卷烟厂使用的烘前秤自2004年投产以来经常遇到以太网通讯故障故障，使操作工无法操作设备进行正常生产。随着工厂产量越来越大，生产任务越来越重，这个问题已严重影响到了生产能力及产品质量，解决这个问题势在必行。

1.原因分析

1.1 烘前秤采用的是西门子S7-300 PLC，通过工业以太网与梗线PLC进行通信。

1.2 梗线主电控柜采用的是S7-400 PLC。我们知道S7-300与S7400相比,S7-300的通信能力比S7-400要弱,所以如果两者长时间通信的话就会造成数据堆积,而造成以太网通信故障。

2. 网络配置

2.1我们看到S7-300采用CP343-1 IT网卡;S7-400采用的是CP443-1 IT网卡。两者通过工业以太网进行通讯。

2.2在CP343-1 IT和CP443-1 IT之间的通讯采用的是ISO-on-TCP connection的通信协议。这也是以太网通信通常采用的通信协议。

3. 参考改进方案

方案一: 将烘前秤S7-300更换为S7-400，与梗线的S7-400通过以太网进行通信。

方案二: 将烘前秤S7-300作为梗线 S7-400从站使用,通过Profibus-DP进行通信。

方案三: 更改现有烘前秤S7-300与ZS3 S7-400 之间的通信协议,寻找更高效的通信协议，现使用ISO-on-TCP connection协议。

4. 方案评价

4.1对于方案一涉及的硬件改动最多,另外软件改动也较多,成本最高,但效果应该是最好的。

4.2对于方案二硬件改动较少,但仍然需要更换网卡,而且需要通过Profibus-DP进行烘前秤和梗线之间的通信，同样也需要对软件进行改动。考虑到Profibus-DP网络的通信能力不如工业以太网,所以这种方案的效果需要进一步验证。

4.3对于方案三由于不涉及硬件改动所以成本较低,且实现起来相对简单，只需要更改通信协议,更改软件即可，所以这里我们决定采用方案三。

5. 改造方案

5.1基本思路:更换S7-300与S7-400之间的通信协议。现采用的是ISO-on-connection通信协议。另外由于是基于工业以太网的主-主通讯方式所以还可以采用: S7 通信协议和ISO transport connection 通信协议。

5.2 S7 通信协议

S7连接的属性:S7 通信是一优化协议,MPI, PROFIBUS,ETHERNET都可应用S7协议, 如S7-300/PC,S7-400/400/PC,S7-300/400, 并在CPU中调用SFB/FB建立通信区。

5.3 ISO transport connection 通信协议

ISO传输连接的属性：站间的通信是基于MAC地址的。使用数据块的数据传输适用于大量数据。可使用“SEND/RECEIVE”和“FETCH/WRITE”(SFB/FB)应用实现数据传输。

5.4具体步骤:

（1）对S7-300和S7-400进行硬件组态（组态过程省略）

（2）设置CP343-1和CP443-1参数（设置过程省略）

到此为止，系统的硬件组态和网络配置已经完成.下面进行系统的软件编制,CPU416-3DP FB91中调用FC5和FC6程序块，如下图：

创建DB块, 两套控制程序已经编制完成，分别下载到CPU中,将CPU状态切换至运行状态，就可以实现S7-400与S7-300之间的以太网通讯了。

7. 效果论证

改进前各班次烘前秤网络故障造成的停机次数（月）

工序	甲班	乙班	丙班
烘前秤	6	8	7

改进后各班次烘前秤网络故障造成的停机次数（月）

工序	甲班	乙班	丙班
烘前秤	1	1	0

通过以上改进，有效的解决了烘前秤以太网的断网问题，通过数采分析系统得出设备因网络故障造成的停机次数大大降低，有效的满足了制丝线的生产要求。

参考文献

[1] 廖常初主编。 S7-300/400 PLC应用技术[M]。 北京：机械工业出版社,2005。

[2] 德国HAUNI。什邡卷烟厂ZSl1控制手册,2003

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