西门子与中粮工程科技有限公司(中粮工科)于3月29日在武汉签署战略合作协议,在食品饮料行业生产制造的自动化、数字化、智能化产品和解决方案领域建立战略合作关系。此次合作旨在结合西门子的技术和市场优势、完整的系统解决方案、遍布的营销网络和服务体系,以及中粮工科在食品饮料行业多年丰富的技术经验以及市场资源,共同开发智能制造项目,以助力提高该行业的整体生产制造水平,积极响应“ZG制造2025”规划和两化融合等要求。西门子(ZG)有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨,中粮工程科技有限公司总经理陈德炳以及湖北省粮食局和市发改委的相关领导出席了签约仪式。
借助于此协议的达成,西门子和中粮工科将充分对接各自的资源和能力,全方面合作,共同推动ZG食品饮料行业智能制造升级进程。在项目合作方面,双方将基于各自的资源发掘ZG食品饮料行业的项目机会,共同打造具有代表性的智能制造试点项目。在技术培训方面,西门子将为中粮工科提供关于智能制造和“工业4.0”的技术与成功经验的系列培训。在技术交流与经验分享方面,双方将基于研发、管理、质量、生产、服务、人力资源体系和标准,共同组织行业内关于智能制造、生产和工艺标准化的技术论坛,定期交流与探讨。在优化供应链管理体系方面,西门子将全方位支持中粮工科的供应链管理体系优化,双方充分协作来满足市场对产品与服务质量的要求。
“目前,西门子已经在包括食品饮料在内的多个行业,携手ZG客户向数字化企业迈进。”西门子(ZG)有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨表示,“通过对产品、生产和经营管理建立数字化双胞胎,并利用数据所产生的价值,我们能够持续帮助客户优化企业的整个价值链,从而实现更高的灵活性、效率和质量,以及更短的产品上市时间。
“中粮工科与西门子的合作将实现优势互补,扩大双方在食品饮料行业的业务与合作机会。”中粮工程科技有限公司总经理陈德炳表示,“借助数字化转型的机遇,中粮工科将向世界粮油、食品工程集成技术服务商的目标继续迈进,为客户提供创新技术和优质工程服务,并支持中粮集团进一步加强布局和全产业链的建设。”
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图2-1 不使用交换机:S120与S7-400H的连接拓扑
2.2.2 使用交换机的通讯拓扑
可以使用交换机同时与S7-400H系统的两个CPU相连接,S120控制单元只使用一个PN接口与交换机相连接,如图2-2所示。
图2-2 使用交换机:S120与S7-400H的连接拓扑
2.3 硬件组态示例
使用SIMATIC PCS7软件可以完成项目硬件组态和后续调试。以2.2节中图2-1与图2-2的拓扑为例,其硬件组态如图2-3所示。
图2-3 硬件组态示例
根据通讯接口的不同,SINAMICS S120的控制单元分两类:
· 支持PROFINET IO的控制单元:CU310-2 PN,CU320-2 PN
· 支持PROFIBUS DP的控制单元:CU310-2 DP,CU320-2 DP
对于支持PROFIBUS DP通讯的控制单元,可以使用Y-Link模板将CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系统中。
对于支持PROFINET IO通讯的控制单元,在固件版本V4.8之前,一直没有相应的解决方案。但从固件版本V4.8开始,SINAMICS S120增加了一个新功能,开始支持与S7-400H冗余系统的PROFINET通讯。一个带有3个CU310-2 PN的S7-400H系统连接示意图,如图1-1所示。
图1-1 连接示意图:S7-400H与S120的PROFINET通讯
S7-400H系统由两个相互冗余的控制器组成,两个CPU一用一备,双方通过光纤连接,保持数据同步。如果一个CPU故障停机,另一个CPU会立即投用,这大大降低了系统停机的风险,提高了系统可靠性。S120配合S7-400H系统使用时,同样具有以上优点,在一个CPU出现故障时S120无需停机,在切换CPU的过程中,上一个连接的设定值将被冻结并仍然有效。
但是,目前这种配置不支持PROFINET IRT模式,不支持设备共享(Shared Device),而且只能使用控制单元的板载PN接口实现系统冗余。
2 通讯连接与配置2.1 硬件需求在SINAMICS S120配合S7-400H系统进行PN通讯时,需要以下硬件:
· SIMATIC S7-400H控制系统
带有PROFINET接口的H-CPU,型号为 41xH
· SINAMICS S120控制单元
带PROFINET接口的 控制单元,CU310-2 PN 或 CU320-2 PN
2.2 通讯拓扑S120与S7-400H的PROFINET冗余通讯连接有两种拓扑结构。
2.2.1 不使用交换机的通讯拓扑
不使用交换机时,可以将S120控制单元上的两个PN接口分别与S7-400H系统的两个CPU相连接,如图2-1所示。