西门子S7-1500PLC助力塑料行业称重混料设备控制精度改革

行业背景

　　传统的塑料称重混料设备控制精度和稳定性已无法满足市场的需求，企业纷纷对原有称重控制过程实施了技术改造，改造后的控制系统以PLC为核心，称重传感器为检测元件，伺服电机为执行元件，人机界面为监控手段，提高了系统的控制精度和稳定性。控制系统和人机界面程序，增强了系统的可靠性，为企业创造了良好的经济效益。

核心技术

　　称重传感器直接连接至西门子称重模块，西门子称重模块精确地记录当前料仓料重，可以有效可靠的掌握各个料仓的料重情况。配料过程中，通过主料量与辅料仓料量配比进行换算，换算为当前的下料量，有效的控制伺服电机，对各个仓的下料速度进行准确的控制。以便精准的进行配料的配比。

如何提高塑料粒称重混料设备控制精度和稳定性？

　　塑料粒称重混料设备的行业解决方案：

　　塑料粒称重混料设备采用西门子S7-1500CPLC+称重模块、西门子触摸屏、西门子V90伺服驱动装置构成，该系统完全基于PROFINET网络，克服了传统方案的缺点。

　　PLC控制系统中S7-1500的产品特点：

　　西子公司新一代S7-1500集成了运动控制、工业信息安全和故障安全功能， 强大的CPU模块功能可供用户使用的充足的资源。

　　从硬件方便说S7-1500PLC的处理速度更快，联网能力更强，诊断能力和安全性更高，不仅可节省成本，提高生产效率，而且安全可靠，维护简单。

　　S7-1500PLC的组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，这也是工程设计人员的福音。由于S7-1500PLC是无缝集成到TIA博途软件中，无论是硬件组态、网络连接和上位组态，还是软件编程，其操作均简单快捷。

系统网络结构

图为：网络布置图

S7-1500通过PROFINET通讯控制伺服驱动器

　　S7-1500运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象，并拥有轴控制面板以及全面的在线和诊断功能，有助于轻松完成驱动装置的调试和优化工作。称重下料过程中采用的是西门子V90伺服驱动器，控制方式采用的是S7-1500通过PROFINET总线连接驱动及编码器，单个驱动装置连接示意图如下图，为连接示意图。

图为S7-1500通过PROFINET总线连接驱动器V90    

　　基于PROFINET通讯协议的系统解决方案可以实现伺服驱动器以及触摸屏与S7-1500PLC的通讯，其通讯速度快，抗干扰能力强，信号十分稳定。通讯连接简单，不需要安装通讯模块，减少了硬件的配置，并且很好的解决了在实际工程中经常出现的数据传输慢、经常断网的问题，优化了生产线的通讯结构，提高了生产的稳定性和生产效率。

　　中国经济增速一直是世界关注的焦点，最新调查结果显示，中国正在力保今年经济增长7%。在《中国制造2025》的大背景下，作为我国的支柱产业之一，塑料行业的发展也引起了人们的关注。塑料颗粒称重是塑料行业中的细分行业，在塑料行业中具有举足轻重的地位。

　　塑料行业作为西门子重点关注的行业之一，多年来，针对客户的实际情况，西门子为客户提供了多项最优解决方案，西门子可靠的产品质量和西维拓优质的服务获得了客户的高度认可。西维拓与西门子同心协力，不仅在塑料行业赢得了良好的口碑，在汽车、包装、印刷、制药、机床、水及热力、交通市政、物料运输、新能源、节能环保、电力、冶金、石化、汽车、起重等领域皆具有非常丰富的项目经验和解决方案。如需了解更多行业解决方案，可电话联系，我们会第一时间与您联系，欢迎咨询！

性能 SIMATIC S7-1500 控制器的用户利益和亮点

集成技术 

集成了安全功能 

设计与操作 

集成系统诊断功能

性能

SIMATIC S7-1500 控制器提供了更高性能，位指令的处理时间最低至 1ns，浮点运算的指令处理时间最低至 10ns （取决于 CPU 类型，不在第一次上市发布范围内）。背板总线的速度是 S7-400 PLC 的 40 倍；由于代码生成得到优化，CPU 的响应速度与现有控制器的 CPU 相比更快。

每个 CPU 都配有一个 PROFINET IO （2 端口交换机）标准接口。CPU 1516-3PN/DP 另外还具有一个集成 PROFINET 基本接口，例如，可用于网络隔离。通过集成的 PROFIBUS 的接口，可以将 PROFIBUS 节点连接至 CPU 1516-3 PN/DP。

通过一个 PROFIBUS CM，可方便地对不带 PROFIBUS 接口的 CPU 进行扩展

集成技术

通过 PROFINET、PROFIBU 或模拟量接口，可灵活地将变频器连接至 S7-1500 CPU。运动控制序列的编程可借助于 PLCopen 运动控制软件块方便地完成。用户可通过易于使用的诊断和调试工具对变频器进行调试。自动发送到工程组态系统和人机界面的报警消息可以简化用户调试，节省调试时间，降低工作量。

集成了安全功能

与 STEP 7 结合使用时，每个 CPU 都会提供基于密码的知识保护，可防止未经授权而读出并更改程序块的内容。

复制保护加强了安全防护，防止未经授权而复制程序块。可以将具体程序块链接至存储卡的序列号，以便只有在将组态的存储卡插到 CPU 中之后，才会执行该程序块。

并且，控制器具有四个不同的安全访问级别，以便向不同用户组分配不同的访问权限。

由于操作保护得到改进，因此，控制器可以检测到数据更改或未经授权的组态数据传输。

设计与操作

每个 SIMATIC S7-1500 CPU 都配有一个显示屏。通过此显示屏，用户可方便地分析中央模块以及分布式模块的状态，或者无需编程器而设置和更改 IP 地址。系统诊断信息和用户诊断以普通文本形式显示在显示屏上，从而有助于快速而高效地响应到来的出错消息。

显示屏上可用多种语言显示菜单文本和信号文本。该系统还允许在运行期间卸下和重新安装模块。

在 S7-1500 控制器的一个集中组态中，可以将最多 32 个模块（CPU + 31 个模块）插到一层上，而无需使用接口模块。系统的主干是自动建立式背板总线。每个 I/O 模块都配有所需的 U 型连接器。一种有源背板总线正在准备中，供需要“在运行期间无响应地拆卸和重新安装部件”功能的客户使用。

集成系统诊断功能

集成系统诊断功能已针对 S7-1500 系列的 CPU 预先激活；系统诊断信息以普通文本形式统一显示在显示屏、TIA Portal、HMI 和 Web 服务器上，甚至可显示来自变频器的消息；现在，在 CPU 停止运行期间也将提供这种诊断。若配置了新的硬件组件，则自动对诊断信息进行更新。

SIMATIC STEP 7 Professional V12 工程组态软件

新的 SIMATIC S7-1500 控制器系列只能在 Totally Integrated Automation Portal 中使用 STEP 7 Professional V12 及更高版本进行组态。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是用于对 SIMATIC S7-1500 进行直观处理的工程组态系统，除了对 S7-1500 进行组态外，还可对 S7-300/400 和 S7-1200 控制器进行组态。

兼容性

SIMATIC STEP 7 Professional V12 中集成的移植工具提供了以下支持：

从 S7-300/S7-400 切换到 S7-1500 控制器并自动转换程序代码。将会记录无法自动转换的程序代码部分并可以手动进行修改。STEP 7 V11 项目可继续在兼容模式下用于 STEP 7 V12。并且，可通过粘贴/复制功能将 S7-1200 程序转换到 S7-1500。

SIMATIC 存储卡（用来运行 CPU）

SIMATIC S7-1500 CPU 采用了一个 SIMATIC 存储卡。该存储卡用作插入式装载存储器，或用于执行固件更新。

此 SIMATIC 存储卡也可用于存储 STEP 7 项目，包括注释和符号、其它文档或 csv 文件（用于配方和归档）。使用系统函数（SFC）和用户程序，可以创建数据块，并将数据存储在 SIMATIC 存储卡上。