NF前后门培训

1、一、BS柜主要硬件的介绍二、PLC的硬件组态及通讯三、PROFINETPROFINET网络的介绍四、设备的工艺与程序的讲解1.主要元器件的介绍 直流稳压电源 将380V交流电转换为24V直流电。 CPU319F-3 PN/DP 作为IO控制器的CPU模块，用于处理过程信号和直接将现场设备 连接到工业以太网 。 IM151-3 PN 作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。 PN/IBS 代理服务器 用于处理PROFINET IO网络与INTEBUS网络之间的联接。 PN/PN Coupler PROFINET 网络耦合器，对两个相对独立的PROFINET网络进行耦合。最 多可传送256个字

2、节的输入和256个字节的输出。 西门子工业交换机 X206-1 带有1个百兆多模光纤端口，6个百兆RJ45端口 X208 带有8个百兆RJ45端口双击此图标2.1 硬件组态的步骤步骤一：打开STEP7软件双击新建图标双击新建图标将弹出新建工程项目对话框。步骤二：新建一个项目写入要建的工程名点击 选取工程保存路径右击插入一个S7300站步骤三：插入一个S7-300的站点击图标的+号，点击图标，在右侧会出现 图标，双击该图标，打开HW Config界面，对项目进行硬件组态。右侧栏内为产品的分类，找到RACK300的机架Rail，用鼠标拖曳到左上侧的空白栏内。步骤四：添加一个机架在这个机架上找到CP

3、U315-2PN/DP的版本V2.6，用鼠标拖曳到二号槽内。步骤五：添加相应型号的CPUCPU拖到二号槽后，会出现设置以太网接口界面，设置完IP地址及子网掩码，点击 按钮，新建一个Ethernet（1），点击OK。点击完OK后，CPU控制器的PN-IO左侧出现一个轨线图标。 在右侧栏内找到需要组态的ET200S的标示，并且找到与之对应的硬件订货号相同的ET200S接口模块，然后使用鼠标把该接口模块的图标托到Ethernet(1)上步骤六：添加一个相应的IO设备（以ET200S为例） 用鼠标双击(1)IM151-3 图标，弹出该 ET200S 的属性界面。可以看到对于 ET200S 的简单描述，

4、订货号，设备名称，设备号码和 IP 地址。其中 Device Name 设备名称可以根据工艺的需要来自行修改，这里改为 ET200S1。Device Number 设备号码用于表示设备的个数。IP 地址也可以根据需要来修改。这里使用默认状态 。点击 OK 按钮，关闭该对话框。 用鼠标单击(1)ET200S1 图标，会在左下栏中显示该 IO 设备的模块列表。目前只有 PN 接口模块在槽号 0 上。 使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择其它 ET200S 的模块添加到 IO 设备的模块列表中。首先选择 PM-E 模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠

5、标托拽到该列表的 1 号槽内。这与实际的硬件模板顺序一致。双击该 图标可以打开并修改其电源模板属性，这里使用默认方式。 使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择 4DI 模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠标托拽到该列表的 2 和 3 号槽内。这与实际的硬件模板顺序一致。双击该 图标可以打开并修改其 DI 模板属性，这里使用默认方式。可以看到 DI 模板的地址为 0.0 至 0.3，1.0 至 1.3。 使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择 2DO 模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠标托拽到该列表的 4 和 5 号槽内。这与实际的硬件模板顺

6、序一致。双击该 图标可以打开并修改其 DO 模板属性，这里使用默认方式。可以看到 DO 模板的地址也为 0.0 至 0.1，1.0 至 1.1。ET200SPHCENIX CONTACTPN/PN COUPLERSCLANEC X216SCLANEC XF206-1CPU319F-3 PN/DP 按照上面所述方法，根据实际的硬件配置，对F-CPU，IM151接口模块,PN/PN Coupler，PROFINET/INTERBUS 代理服务器,以太网交换机，F-DI/DO,现场模块等，逐一进行组态，得到如下图所示的组态总画面。 2.1为 IO 设备分配一个名称 2.1.1 在 HW Config

7、 中，打开 属性 IM151-3 PN对话框，然后输入 IO 设备的设备名称。 2. 1.2 保存并编译 HW 组态。 选择站 保存并编译。2.1.3 要将名称组态传送给 IM151-3 PN，需要通过交换机在 PG 和 IO 设备之间建立在线PROFINET 连接。选PLC 以太网 分配设备名称，将设备名称传送给 IM151-3 PN。2.1.4如果使用了多个 IO 设备，系统将在 分配设备名称对话框中显示所有 IO 设备。在此情况下，请比较设备的 MAC 地址和指示的 MAC 地址，然后选择相关的 IO 设备。在分配设备名称对话框中，单击分配名称。在接口模块 IM151-3 PN 中，设备

8、名称保存在 MMC 中。 2.1.5此对话框指示您所分配的设备名称。 2.2为 IO 设备分配一个地址选定ET200S模块选择PLC 以太网 编辑以太网节点选择浏览按钮，在出现的对话框里选定ET200S对应的MAC地址,点击OK按钮设置IP地址及子网掩码，然后点击分配IP组态按钮 IO设备的名称和IP地址分配完毕后，将 HW 组态下载到 CPU 319F-3 PN/DP中。选择PLC 下载到模块。接收完此下载内容后，当正确安装了子网且组态与 IO 设备的物理结构相符后，IO 设备就可以进行循环数据交换了。下载完 HW 组态后，CPU 的 BF2 LED 即会闪烁。CPU 接受 IO 设备后，C

9、PU 上的 BF2 LED 和 IO 设备的闪烁 BF LED 将关闭。 使 CPU 保持 STOP 模式，直到您编写完用户程序并将其下载到 CPU 为止。 三、PROFINETPROFINET网络的介绍 我们的焊装车间现场自动化网络采用了我们的焊装车间现场自动化网络采用了PROFINET网络网络。 PROFINET符合工业应用的安装技术、具有实时处理能力、整合分布式现场设备、同步运动控制应用、网络管理与诊断简单方便、防止非法访问、高效且通用的工程设计、极高的机器设备使用率：利用PROFINET这一开放式通用工业以太网标准，上述要求均可得到满足。 自从PROFIBUS作为首例的现场总线在中国的

10、国家标准(GB/T 20540.1-2006-GB/T20540.6-2006)中达到最高等级之后，中国标准化机构也给予了PROFINET以GB/Z类指导标准的地位。因此与其它以太网标准相比，PROFINET在中国拥有最高的标准化等级。在标准化活动方面所取得的成功为PROFINET技术在未来更加迅速传播打下坚实的基础。前所未有的方式实现全面流畅的通讯，可明显降低调试、维护、诊断、运行以及备件服务方面的成本。焊装车间采用PROFINET和基于组件的自动化技术，明显加快设备的调试进程。 以含有安全技术的PROFINET为基础所构建的生产线能够满足对产品质量、过程可靠性的所有要求，并可明显节约成本。

11、 与传统的解决方案相比， 采用PROFINET进行安装以及整合系统组件时，可节约3035%的成本。使用PROFIsafe也可以把附加安全组件快速、简便、集成在生产线之中。 1.PROFINET实时通信实时通信 根据响应时间的不同，PROFINET支持下列三种通讯方式： 1.TCP/IP标准通讯 PROFINET基于工业以太网技术，使用TCP/IP和IT标准。TCP/IP 是IT 领域关于通信协议方面事实上的标准，尽管其响应时间大概在100 ms的量级，不过，对于工厂控制级的应用来说，这个响应时间就足够了。 2.实时（RT）通讯 对于传感器和执行器设备之间的数据交换，系统对响应时间的要求更为严格

12、，因此，PROFINET提供了一个优化的、基于以太网第二层（Layer 2）的实时通讯通道，通过该实时通道，极大地减少了数据在通讯栈中的处理时间，PROFINET实时通讯（RT）的典型响应时间是510ms。 3.同步实时（IRT）通讯 在现场级通讯中，对通讯实时性要求最高的是运动控制（Motion Control），PROFINET的同步实时（Isochronous Real-Time, IRT）技术可以满足运动控制的高速通讯需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1s，以此来保证及时的、确定的响应。 2. PROFINET分布式现场设备分布式现场设备：通过集成PROFI

13、NET接口，分布式现场设备可以直接连接到PROFINET上。 对于现有的现场总线通讯系统，可以通过代理服务器实现与PROFINET的透明连接。例如，通过IE/PB Link（PROFINET和PROFIBUS之间的代理服务器）可以将一个PROFIBUS网络透明的集成到PROFINET当中，PROFIBUS各种丰富的设备诊断功能同样也适用于PROFINET。对于其他类型的现场总线，可以通过同样的方式，使用一个代理服务器将现场总线网络接入到PROFINET当中。 3. PROFINET运动控制运动控制通过PROFINET的同步实时（IRT）功能，可以轻松实现对伺服运动控制系统的控制。 在PROFI

14、NET同步实时通讯中，每个通讯周期被分成两个不同的部分，一个是循环的、确定的部分，称之为实时通道；另外一个是标准通道，标准的TCP/IP数据通过这个通道传输。 在实时通道中，为实时数据预留了固定循环间隔的时间窗，而实时数据总是按固定的次序插入，因此，实时数据就在固定的间隔被传送，循环周期中剩余的时间用来传递标准的TCP/IP数据。两种不同类型的数据就可以同时在PROFINET上传递，而且不会互相干扰。通过独立的实时数据通道，保证对伺服运动系统的可靠控制。 4. PROFINET与分布式自动化与分布式自动化随着现场设备智能程度的不断提高，自动化控制系统的分散程度也越来越高。工业控制系统正由分散式

15、自动化向分布式自动化演进，因此，基于组件的自动化（Component Based Automation，CBA）成为新兴的趋势。工厂中的相关的机械部件、电气/电子部件和应用软件等具有独立工作能力的工艺模块抽象成为一个封装好的组件，各组件间使用PROFINET连接。通过SIMATICaimp软件，即可用图形化组态的方式实现各组件间的通讯配置，不需要另外编程，大大简化了系统的配置及调试过程 通过模块化这一成功理念，可以显著降低机器和工厂建设中的组态与上线调试时间。在使用分布式智能系统或可编程现场设备、驱动系统和I/O时，还可以扩展使用模块化理念，从机械应用扩展到自动化解决方案。另外，也可以将一条生

16、产线的单个机器作为生产线或过程中的一个标准模块进行定义。作为设备与工厂设计者，工艺模块化能够更容易、更好地对您的设备与系统进行标准化和再利用。使您能够对不同的客户要求更快、更具灵活性地作出反应。您可以对各台设备和厂区提前进行预先测试-极大地缩短系统上线调试阶段。作为系统操作者，从现场设备到管理层，你都可以从IT标准的通用通讯中获得好处。对现有系统进行扩展也很容易。 5. PROFINET网络安装网络安装PROFINET支持除星形、总线形和环形拓扑结构。为了减少布线费用，并保证高度的可用性和灵活性，PROFINET提供了大量的工具帮助用户方便的实现 PROFINET的安装。特别设计的工业电缆和耐

17、用连接器满足EMC和温度要求，并且在PROFINET框架内形成标准化，保证了不同制造商设备之间的兼容性。 6. PROFINET IT标准与网络安全标准与网络安全PROFINET的一个重要特征就是可以同时传递实时数据和标准的TCP/IP数据。在其传递TCP/IP数据的公共通道中，各种业已验证的IT技术都可以使用（如http、HTML、SNMP、DHCP和XML等）。在使用PROFINET的时候，我们可以使用这些IT标准服务加强对整个网络的管理和维护，这意味着调试和维护中的成本的节省。 PROFINET实现了从现场级到管理层的纵向通讯集成，一方面，方便管理层获取现场级的数据，另一方面，原本在管理

18、层存在的数据安全性问题也延伸到了现场级。为了保证现场级控制数据的安全，PROFINET提供了特有的安全机制，通过使用专用的安全模块，可以保护自动化控制系统，使自动化通讯网络的安全风险最小化。 PROFINET优点：PROFINET是一种用于工业以太网自动化领域的创新，开放式以太网标准（IEC61158）。使用PROFINET，设备可以从现场级连接到管理级。 *PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。 *PROFINET基于工业以太网。 *PROFINET采用TCP/IP和IT标准。 *PROFINET是一种实时以太网。 *PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。 通过PROFIN

19、ET，分布式现场设备可直接连接到工业以太网，与PLC等级设备通讯。并且可以达到与现场总线相同或更优越的响应时间，其典型的响应时间在10ms的数量级，安全满足现场级的使用。7.PROFINET网络优点8. PROFINET故障安全故障安全在过程自动化领域中，故障安全是相当重要的一个概念。所谓故障安全，即指当系统发生故障或出现致命错误时，系统能够恢复到安全状态（即零态），在这里，安全有两个方面的含义，一方面是指操作人员的安全，另一方面指整个系统的安全，因为在过程自动化领域中，系统出现故障或致命错误时很可能会导致整个系统的爆炸或毁坏。故障安全机制就是用来保证系统在故障后可以自动恢复到安全状态，不会对

20、操作人员和过程控制系统造成损害。 PROFINET集成了PROFISafe行规，实现了IEC61508中规定的SIL3等级的故障安全，很好的保证的整个系统的安全 。GStE /-rCPU代理服务器交换机XF206-1交换机XF208网关ET200SRL模块WINCC677277阀岛大屏幕37710 .生产线的网络图生产线的网络图绿色 profinet网线红色 interbus网线1.傀儡焊1.1焊机的参数设置 打开焊机软件，双击按钮 打开焊点设置对话框如下：Gun selection选择焊枪号Sport counter焊点计数实际焊过的点数量之和Electrode change when预设焊

21、点数Pre-alarm value警告值预设焊点数与实际焊点数之差小于警告值会报警Sports per part每焊一次的焊点计数值双击按钮 打开焊接参数设置对话框Main current焊接电流Current time出电流时间1.2傀儡焊更换电极帽显示闪烁 准备更换电极帽当更换电极帽按钮显示慢闪时焊机提示预备更换电极帽，显示快闪时焊机将停止工作等待人员更换电极帽后，按下按钮对其复位预选焊接时有无电流焊机报警复位1.3傀儡焊更换电极帽的PLC程序分析1.3.1焊机请求更换电极帽焊机执行的程序号1.3.2焊机更换电极帽的复位更换枪一电极帽按钮触发焊机准备复位焊枪焊机经判断，发出复位此枪的信号（

22、焊机发给PLC的I点）使焊机对此焊枪所累记的焊点数清零(Q点)1.4傀儡焊焊接的程序分析接通延时定时器延时0.5S后输出信号，确保焊接出电流时焊枪与件的完全接触手动焊接按钮焊机报警信号焊机反馈给PLC有无电流信号预选焊机有无电流焊接1.5 预选焊机有无电流焊接预选有无电流按钮 当预选上不带电流焊接时，触发器会被置1，焊机就会不出电流，只模拟运行。在运行Simulation时，不论你预选带电流还是不带电流，焊机都将会不出电流，只模拟运行。2.2.机器人机器人 2.1焊接机器人机器人对夹具安全预选有无电流机器人焊接故障冷却水故障复位铣电极故障冷却水抽吸机器人打E2钥匙更换电极帽换枪位参考位机器人的

23、单步运行维修位机器人的完成信号机器人在零位2.2焊接机器人程序分析2.2.1焊接机器人更换电极帽单个预选按钮总预选按钮A71机器人请求更换电极帽A68机器人对焊枪的复位E67启动铣电极E68启动铣电极机器人去/回换电极帽位置启动Folge7：Folge7启动条件：机器人在零位，Folge1没有启动。2.2.2焊接机器人的维修位、参考为和换工具位点击预选维修位按钮，WARP触发器置将1，PLC启动Folge8，并给机器人发送信号E8，机器人将启动Folge8运行到维修位。当机器人到达维修位后取消预选，PLC给机器人发送E21。机器人将回到零位。注：机器人更换完电极帽，回到零位的请求信号也是E21

24、。维修位按钮E21预选换工具按钮后PLC启动Folge8 ，并给机器人发送E8和E29，机器人收到后，运行到更换工具位置，发送A29，当再次点击按钮时，E29断开，机器人将回到零位A29E29参考位置与更换工具位的选取原理相同，我们不再介绍。3.链带传送系统3.1传送系统的基本工艺：此系统分为上件工位和下件工位两部分。当上件工位机器人放上工件后，传送带会向下件工位传送，在传送过程中，当上件工位机器人发出请求放件信号时传送带开始减速并在上件工位停止，等待上件机器人上件。上件工位上完件后，传送带将继续向下件工位传送，当下件工位传感器检测到有件信号时，传送带开始减速并停止，待下件机器人下完件后，传送

25、带继续向上件工位运行。如果上件机器人再次请求放件，将会减速并停在上件工位等待放件，放完件后，继续向下件工位传送；如果上件机器人没有请求放件，传送带上还有件将会继续向下件工位传送，直至传送带上的工件传送完毕，传送带将会停止在上件工位。3.2传送带的启动条件手动操作下件上件上件下件上件机器人对传送带的释放信号，用来保护上件机器人的安全电机的保护信号3.3上下件的两个位置这两个位置是传送带启动和机器人取放工件的条件上件位置到位信号下件位置到位信号下件位置停止开关信号上件位置检测到位传感器信号下件位置停止开关信号下件位置检测到位传感器信号3.4传送带由上件工位向下件工位传送第一路信号：计数器为零时的启

26、动第二路信号：计数器不为零时启动计数器计数器为零时的启动：传送带运行后计数器将为1，之后上件工位信号K10EI及工件检测信号KT11将断开，第一路信号也将断开，但KV1信号与计数器信号BEZT已连接并使其向下件工位运行，直至下件工位停止开关信号断开。上件机器人发出请求放件信号时，即使计数器不为零，第二路信号也将断开，传送带将停在上件工位等待上件，直到此信号为1时，传送带向下件工位运行。下件工位的停止开关上件机器人的请求上件信号安全保护信号3.5传送带由下件工位向上件工位传送计数器为0计数器为1，向下件工位运行，以排空链带若下件工位独立做模拟传送带将停在下件工位3.6 下件工位单独做模拟传送带停

27、在下件工位若下件工位独立做模拟传送带将下件工位运行3.7传送带的减速下件工位减速传感器上件工位减速传感器下件减速上件减速3.8.1上件机器人的放件请求信号机器人从1号夹具台拿件时请求放件（E50）机器人从2号夹具台拿件时请求放件（E54）上件工位减速开关的上升沿给传送带的请求停止信号3.8上件机器人3.8.2上件机器人抽检工件时按钮的选择为实现人员对焊点的方便检查，该机器人可通过我们对按钮的选取来对工件进行抽检来。当选定VOEI按钮时机器人将从1号夹具台拿件，放到2号夹具台以供我们的查看。查看完后选定VOEN按钮，机器人将从2号夹具台拿件放到传送带上。如果两个按钮我们都没有选取，机器人将从1号夹具台拿件直接放到传送带上面。以下为实现该功能的程序：机器人的E47预选机器人放件当按下预选按钮，机器人就会收到E47，等待条件满足将工件放到夹具台上以待抽检。Wincc画面中的按钮：预选机器人来拿件机器人的E48 当选中此按钮后，机器人就会收到E48，等待条件满足在夹具台上来拿抽检完毕的工件，将其放到传送带上。预选机器人来拿已抽检完毕的工件预选机器人来放工件以待抽检3.8.1计数器的加减条件计数器加1的条件：上件工