MPI适配器在PLC和监控中的灵活应用
- 关键词：MPI适配器,PLC,触摸屏
- 作者：罗纳德;海因策
- 摘要：在德国的机械制造领域，制造先进的机械设备需要灵便的自动化控制系统，特别是复杂动作的灌装机械和包装机械设备更是如此。在此行业的领先者克朗斯（Krones）公司，在挑选所需的自动化产品过程中，为了其设计的工厂机械特殊要求的需要——将西门子S7系列PLC及工业PC连接到贝加莱Provit 5000系列触摸屏之间的控制与通讯，克朗斯选择了由Systeme Helmholz制造的MPI适配器。
尽管持续的经济波动和不断增加的价格压力，作为灌装和包装机械在全球市场的领导者，克朗斯集团依然可以持续其增长战略。基于机械制造、系统控制和安装服务为公司立足根本的巴伐利亚州诺伊特劳布灵工厂全年的营业额达到15亿欧元，这个销售额已好于以往的任何时间。
灌装设备最为紧密的空间结合
基于标准化的灵活性
这个概念是基于对灌装和包装线最小空间的设计要求，并同时满足设备操作、维护的最佳工况条件，以及最终的调试。在克朗斯工厂设备中使用的模块，均经过长期的审核、测试和精确调制。这些将不可回收的PET瓶进行灌装，然后热缩包装或装托盘，最后码垛堆盘的工厂设备，在极大程度上适应了客户的需求。设备产量25600瓶每小时（0.5升瓶）和24000瓶每小时（1.5升瓶）。这些设备不仅进行充气灌装，并且粘贴所需的标贴在塑料瓶上，最后打包码垛。项目的管理者R. Anders先生解释说：“这就是由输送系统连接的独立设备。”
一个功能强大的标准化厂房，仍然需要应用范围广泛灵活、要求复杂的自动控制技术。“为了设备特殊的需求我们精心挑选自动化设备元件。”致力于通信工程研究并在克朗斯负载工业通讯的R. Anders告诉我们。这意味着：一个供应商不可能提供完整的解决方案，但是仔细调整组件可以让设备供应商提供最佳的性价比和最大的技术优势。
一个高性能的标准化厂房，如果要为高度的灵活性提供可能，需要一个精心制作的自动控制技术。
来自每一部件最优化的自动化控制
根据客户的需求，无论是Simatic S7-300或艾伦布拉德利Controllogix控制器都会在设备上使用，尽管前者占多数。“我们甚至也使用S7-416序列的Simatic PLC为我们的一些高端机械设备”克朗斯的专家补充说。
“基于控制器的不同级别，S7 PLC可以灵活的适应设备的需求” R. Anders先生说。通过Profibus DP这些传感器与执行器进行通信。Profibus DP连接AS-I接口的网关被安装在现场接线柜中，通过AS接口或I/O一些传感器也可以直接被连接。“AS-I使我们能够实现灵活的模块组合。”
在输送和机械设备中的自动控制体系
“这意味着我们可以准确的装备客户需要的机器设备。使用不同的传感器和执行器是制造灵活机械设备的方式。”R. Anders补充说：“只有AS-I可以提供我们所需的灵活性。”
由Provit 5000工业PC组成的可视化系统。这些功能强大的紧凑型工业PC是模块化设计的完整装备，它们有定制的面板。可视化软件Zenon已被安装运行在工业PC的XP操作系统。作为原设计方案，我们最初设计了使用集成Soft-Logic的WinCE面板。使用VBA和active X技术能够实现智能化链接，是我们之所以选择了这种工业PC作为解决方案的原因。
来自B&R 的Provit工业PC组成可视化系统：这些高端工业PC可以使用直到奔腾Ⅲ处理器和最多配备512 MB内存。图片显示了一系列Provit不同的可视化系统。
克朗斯工厂每年需要约2000次的设备操作，克朗斯公司的R. Anders先生说：“我们为手头的任务谨慎的选择自动控制元件。”
更加灵活的通讯
对于可视化系统和控制器之间的接口，克朗斯的专家门在寻找一个更加有效和廉价的解决方案，有一种的可行性是来自Simatic S7序列的CP通讯处理器，但是，克朗斯最后选择了由Systeme Helmholz制造的MPI总线适配器。
使用这些适配器可以让操作终端和可视化系统快速方便的链接到S7 PLC控制器，使用RK512协议SSW7-RK512适配器完成从串行接口到MPI总线的转换，它们传输数据、标记、输入输出字节，RK512协议传输数据使用3964/R程序。
适配器上的连接电缆可直接插入到可编程控制器CPU的插座上或MPI网络上的任何节点。在RS 232接口RK512适配器执行从9.6K到115K自动波特率检测，使其能够适应连接设备，该适配器还可以提供一个RS-422接口。
“比起CP的解决方案，使用MPI适配器为我们节省5倍以上” R. Anders强调。但是对于这样一个巨大的系统，价格的差异并不是唯一决定的原因。“相对于RK 512标准，这种扩展了RK 512报文的MPI适配器对S7数据块可以访问全部的地址范围，这个地址范围通常受限于RK 512标准，最高255可设定地址的字节地址和最高254字地址（最大可以到512字节），所以，对于S7 PLC仅可实现有限的通讯。克朗斯的专家们也没有准备使用HMI适配器连接PLC CPU的数据通讯通道，相比MPI-RK512适配器这个通讯效率不高”
通讯工程师继续解释：“作为这个解决方案，我们现在的选择使我们能够为可视化传输所有的数据块。这种专用的Helmholz扩展协议使通讯更加灵活，这是一个有很多技术优势的产品。该产品的响应时间可以与一个中等产能利用率的以太网连接相比。”在3964/R驱动软件上略作修改，从而让Zenon可视化系统也可以适用MPI适配器的协议扩展。
Systeme Helmholz公司的Karsten Eichmüller说：“凭借针对S7 PLC的一系列创新产品，我们能够解决所有的通讯问题。”
克朗斯公司的R. Anders先生说：“我们自1999年以来一直使用Systeme Helmholz公司的产品。” 一种用来作为远程维护的SSW7-TS MPI适配器也在克朗斯使用，它可以让一个项目在短时间内得到解决，这是另一款Helmholz创新的产品。“使用内部集成了调制解调器的SSW7-TS适配器，这意味着我们可以更方便的进行远程维护应用。”
传统的远程诊断解决方案，必须由几个部分构成：一个远程服务适配器实现从MPI总线转换到串行协议；针对不同的应用需求，必须具备不同的调制解调器。除了复杂的接线和为多个组成设备进行供电，还导致与客户选择的调制解调器兼容性的问题。
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