西门子PCU总代理

上海朕锌电气设备有限公司

西门子PCU总代理

《销售态度》：质量保证、诚信服务、及时到位！
《销售宗旨》：为客户创造价值是我们永远追求的目标！
《服务说明》：现货配送至全国各地含税（16%）含运费！
《产品质量》：原装正品，全新原装！
《产品优势》：专业销售 薄利多销 信誉好，口碑好，价格低，货期短，大量现货,服务周到！

金光集团亚洲浆纸股份有限公司（Asia Pulp & Paper Co., Ltd., 下文简称APP）为世界纸业三强之一，亦为亚洲地区（除日本以外）规模较大的浆纸业集团公司。APP现拥有20多家制浆、造纸公司总资产达100多亿美元。过去20年，西门子用高品质的产品和过硬的专业实力，陪伴公司不断发展壮大。2013年，APP造纸生产4号线的整机项目使用了西门子较新的全集成驱动系统解决方案（Integrated Drive System，简称IDS），从三个层面上高度集成，整体性能大幅提升，再次赢得了客户的美誉。

造纸生产线是将符合造纸要求的浆纸水悬浮体经滤网脱水成形、机械挤压脱水和干燥等过程而抄制成纸的机器，其包括完成以上工艺过程的成形、压榨、烘干三个主要部分，并配有必要的整饰、卷取及传动装置，以及供浆、浆料及白水循环、真空、通风排气、损纸处理和润滑、自控等辅助系统。造纸属于连续生产工艺，生产线每次开机后的1-2小时里，由于整个产线需要进行逐步的调整，所以这两个小时里生产的纸张质量通常不太稳定，所以为了提高生产效率、节约资源，要求设备能长期稳定运行，**连续化生产，避免停机造成再次调整和原材料的浪费。

浆纸生产线对控制与传动系统的要求较高，首先设备工作速度的调节范围大；其次设备传动系统要求运行速度稳定，车速提升和下降都必须平稳，以保证浆纸生产线可以生产品质良好的纸页；除此之外，为防止某点的速度发生变化而引起纸张某点负荷变化，继而影响纸张质量，就要求这个系统中各部件能实现联动，当负载不平衡时可自动调节。而此次开发的浆纸生产4号线，在8米宽幅生产线中又是效率较高的，这也进一步加大了设备开发的难度。

APP造纸生产线稳定的设备性能当然要来源于性能稳定的产品组合，西门子为用户提供了全集成驱动系统解决方案，全集成的概念体现在三个层面上：由联轴器和减速器到电机和变频器沿能源流的水平面、工业生产流程控制架构中自动化金字塔内部的垂直面以及产品生命周期 内的数字化。水平集成提高了机器生产率、产品质量和机器效率；垂直集成提高了设备性能、生产流程的灵活性，并为安全性、可维护性提供了额外优势；产品生命周期 内的数字化使所有组件都可在组态、布局和调试的工业软件中通过数字方法找到，借助生命周期整合可实现更短的产品开发时间、更快的调试，并通过驱动组件的优化设计实现更高可靠性。

具体来说，产品解决方案中包含Simatic  PCS 7、Sinamics S120\G120\G150变频器、Flender 齿轮箱和Simotics 电机。Simatic  PCS 7系统基于过程自动化而设计，从传感器、执行器到控制器，再到上位机，自下而上形成完整的TIA（全集成自动化）架构。西门子Sinamics系列变频器集V/F、矢量和伺服控制于一身，可实现单轴驱动和多轴控制，数据快速交换，设计模块化，升级灵活。而Flender 齿轮箱通过齿面修形提高承载力和降噪性能 ；采用多种密封形式，具备完善的防漏油性能；同样采取模块化设计 ； Simotics 系列电机更是涵盖整个同步和异步技术系列，都可实现较高的效率等级。这些产品集成到一起，实现驱动任务方面所具备的优势远远**出了其单纯的产品功能。

西门子的集成驱动系统可以对传动统（从变频器到联轴器）进行全面优化，并已经考虑 到了自动化中的所有接口，这样即可确保设备的生产率和可用性。在工程组态阶段即已可以对生产中所需的不同配置进行模拟和优化。在物理层面，传动系的各个组件在功能性、机械性和能源效率方面实现了**的相互协调，可圆满完成相应任务。由减速器、联轴器、电机、变频器及其组合所构成的西门子全面产品组合是实现这一目 标的基础，并从一开始就避免了传动系单个组件的简单组合过程中所产生的接口问题。IDS的解决方案不仅让产品之间的配合更加高效，使系统的可用率达到99%以上、每年的平均故障时间小于13小时，而且工程时间与非全集成驱动系统相比缩短了5%-8%，同时系统维护责任明确，及时到位，确保了生产连续性。

除此之外，浆纸生产线还面临着另一重大挑战：每条浆纸生产线能生产多种类型纸张（6-8种），要求各种配方、工艺参数等配制灵活，切换方便快速。但这也难不倒西门子的工程师们——应用基于Simatic  PCS 7的SiPaper解决方案，就让问题迎刃而解。SiPaper是制浆与造纸技术的全集成解决方案，可提供模块化的工艺控制或优化。SiPaper 制浆与造纸技术解决方案，针对不同种类的产品可以自动调整造纸各个环节的参数设置，简单而高效地切换多种造纸工艺，较大可能地满足客户的要求。此套浆纸生产线采用Simatic  PCS 7作为主控系统，驱动系统又与TIA系统集成，令工厂生产的系统组态时间大幅缩短了30%，设备维护成本降低了15%。

由于生产线采用了全套的西门子电气产品，在项目管理和执行过程中，西门子共派了12名工程师帮助客户尽快完成项目，凭借各系统之间的有效配合，减少系统组态时间和重复工作时间，较终工程时间与非全集成驱动系统相比缩短了5%-8%。除此之外，西门子**的服务网络可为客户提供及时优质的服务，同时责任明确，确保客户利益较大化。

回首，APP与西门子的合作已经接近20年，西门子曾承接APP宁波工厂的2号纸机和3号纸机的旧设备改造工作。分别仅用7天和6天完成，而且改造后年平均故障时间分别只有14小时和12.5小时，远远**行业平均水平。除此之外，现在的6号机，即原来的1号机，也都是用的西门子解决方案。APP之所以一直钟情于西门子，是因为过去20年里，西门子在造纸行业已经成功完成370多个项目，与APP的合作也接近20年，所谓“路遥知马力”，产品的可靠性已经过市场的充分检验。而伴随着三重集成的全集成驱动系统的广泛应用，客户产品的品质会有更好的保证！

1. 概述
串口模块ET200S 1SI（订货号：6ES7 138-4DF01-0AB0）是一款用于ET200S上的串口模块，支持两种软件协议（ASCII和3964(R)），通过接线区分可支持三种硬件接口（RS232C、RS422和RS485）。
在Step 7硬件组态中选择模块时，硬件目录中有以下六种版本的模块：
? ASCII （4B）
? ASCII（8B）
? ASCII（32B）
? 3964(R) （4B）
? 3964(R) （8B）
? 3964(R) （32B）
4/8/32字节代表数据传输的吞吐率大小，字节数越大，吞吐率越大，即数据传输越快，但是在ET200S机架上占用的I/O存储区也越多，如果从传输速率考虑，选择32B较快，如果从占用的I/O区较小考虑，选择4B占用较少，根据具体应用要求选择。
模块信息及指示灯含义，如下图1所示。

图1 模块指示灯含义

RS232C、RS422和RS485三种接口通讯的终端模块端子分配和电缆连接，如下图2/3/4所示。

图2-1 RS232C接口终端模块端子分配

图2-2 RS232C接口终端模块电缆连接

图3-1 RS422接口终端模块端子分配

图3-2 RS422接口终端模块电缆连接

图4-1 RS485接口终端模块端子分配

图4-2 RS485接口终端模块电缆连接

注意：RS485接口内部已经短接，不需要外部短接处理，只要直接连接1，2，8。

2. 软件环境

2.1 STEP7 V5.4 SP5
用于编写S7-300/400程序，此软件需要从西门子购买，本文档中的部分代码使用Step7 V5.4 SP5的软件编写。

2.2 ET200S 1SI 串行接口模块的功能块
STEP 7 软件中不包含ET200s 1SI模块做串口通讯的功能块，需要单独安装一个软件，然后在Libraries下才有ET200sSI的库，功能块可供通讯调用，该软件从以下的链接下载。25358470

2.3 串口调试器
第三方提供的串口调试工具，可以从互联网上免费下载，可用于测试串口通讯。

3. 硬件列表和接线

3.1 硬件列表

表1 硬件设备

3.2 硬件接线示意图
以RS232C的方式接线为例说明，1 Si 模块按照RS232C的接线方式连接到电脑的232口，连接示意图如下所示。

图5 硬件结构和接线示意图

西门子PCU总代理
4.组态设置和编程

4.1 组态和配置

1．打开STEP7，点击File->New...创建一新项目，项目名称为et200s ASCII。

图6新建项目对话框

2．用鼠标右键点击项目名称，选择Insert New Object->SIMATIC 300 Station，更改站的名称为 317-2PN/DP ，如下图7所示。

图7 插入S7-300站

3. 在硬件组态中按订货号和硬件安装次序依次插入机架、CPU和ET200S标准从站模块，如下图8所示，注意所选串行接口模块为32字节的1SI ASCII （这里仅考虑数据传输的吞吐率，不考虑占用的I/O存储区的大小）。

图8组态硬件

4．双击1 SI ASCII 模块，点击Parameter选项，配置串口通信 参数。

图9 参数分配

本例中，“Interface”设为RS232C接口，勾选断线诊断，流量控制：无。通信波特率：9.6kb/s，数据位：8位，停止位：1位，奇偶效验：无，字符延迟时间：4ms，其他的参数都采用默认设置。注意：设定的参数要和通讯伙伴的相 同。

部分参数说明：

1．接口的选择

图10 接口设置

三种接口中：RS232C和RS422接口可以选择“断线检测”和“数据流量控制” 的功能， RS485/422可以设置“接收线路的初始化状态”。
2．字符桢的格式：支持10位和11位的字符桢格式，包括数据传输的波特率，数据位，停止位和奇偶校验位。
3．接收字符桢结束判断条件

图11 结束判断条件

On expiration of character delay time: 以固定的字符延迟时间为每帧数据的结束方式；
On receipt of end-of-text character: 以结束字符作为每帧数据的结束方式；
On receipt of fixed number of characters: 以固定的字符长度作为每帧数据的结束方式。

4．缓冲区处理方式

图12 缓冲区设置

Dynamic Message frame buffer：如果勾上，模块就可以缓冲多个不同长度的消息；
Prevent message frame buffer overwrite：如果勾上，防止接收到的新消息覆盖缓冲区中的消息桢，这可以防止丢失以前接收到的消息桢；
Delete receive buffer during CPU startup：如果勾上，当CPU的工作模式从STOP切换到RUN（CPU启动）时，模块的接收缓冲区自动清空。
更多关于串口接口模块的组态和参数设置，请参考手册《ET 200S 串行接口模块》*2.9章节的内容，手册链接：9260793

4.2 编程

4.2.1 PLC侧编程

1．程序调用：从库Libraries -> ET200s SI -> ET200S Serial Interface -> ET200s SI中调用功能块，调用发送 FB3（S_SEND）和接收 FB2（S_RCV），并为其分配背景数据块分别为DB30和DB20，将块参数LADDR设为硬件组态中1 SI模块的起始逻辑地址256。

图13 ET200S串口模块的逻辑地址

2．创建发送数据块DB1和接收数据块DB2

图14发送/接收数据块DB1/DB2

3．调用发送功能块
ET200S 1SI 的发送功能块FB3 S_SEND 的参数设置见下表2。

表2 FB3 S_SEND 的参数定义

图15 在程序中调用FB3 S_SEND

4．调用接收功能块
ET200S 1SI的接收功能块FB2 S_RCV的参数设置见下表3。

表3 FB2 S_RCV的参数定义

图16 在程序中调用FB2 S_RCV

4.2.2 PC机参数设置
参数分配：串口选择COM1（默认），传输波特率为9.6Kb/s， 8位数据位，无校验，1位停止位，这些参数要和ET200s中1SI ASCII模块设置一致，同时将串口调试软件打开。

图17 串口调试软件参数设置

4.3 通讯测试

1．ET200S 1SI发送数据，调试软件接收数据
首先将硬件配置和程序下载到PLC，将DB1中前10个字节设为十六进制的01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 ，然后将FB3的M0.0从FALSE置成TRUE，ET200S将发送数据10个字节数据，可以从串口调试软件的接收字符窗口中看到收到的数据（十六进制），结果如下图18所示。

图18 ET200S 1SI发送数据调试软件接收数据测试结果

2．调试软件发送数据，ET200S 1 SI接收数据
首先将硬件配置和程序下载到CPU中，将FB2的M0.1设为TRUE，使能ET200S 接收。在PC机的串口软件打开，在发送字符输入窗口输入16进制数据1122334455667788 9900，然后点击“手动发送”按钮发送数据，则在PLC侧DB2的前10个字节能接收到数据，接收的长度为10，测试结果如下。

图19调试软件发送数据ET200S 1SI接收数据测试结果

西门子PCU总代理