智能制造工程离散行业自动化生产线设计方案

3.0 闻远设计 2023-03-31 324 14 517.94KB 8 页 2光币

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摘要：针对智能制造行业小型化生产线方向，依托工业离散行业自动化设备的工作特性，采用

SIMATIC S7-1200PLC 系列为主体，结合 WINCC 与工业以太网络技术，进行具有人机交互界

面设备监控组态的开发，建立 PLC、WINCC、10T 智能工业网关之间的设备连接，通过工业智

能网关建立服务器与现场层的数据通信连接，从而实现生产线的自动化与信息化。

关键词：WINCC;S7-1200;信息化;工业物联网;设计;

Abstract：Aiming at the direction of miniaturized production line in intelligent manufacturing

industry, relying on the working characteristics of automation equipment in industrial discrete

industry, using SIMATIC S7-1200PLC series as the main body, combined with WINCC and industrial

Ethernet technology, carry out the development of equipment monitoring configuration with man-

machine interface, the equipment connection among PLC, WINCC and 10T intelligent industrial

gateway is established, and the data communication connection between server and field layer is

established through industrial intelligent gateway, in order to realize the production line automation

and informatization.

Keyword：WINCC; S7-1200; informatization; industrial Internet of Things; design;

智能制造工程离散行业自动化生产线工作流程主要有主件供料、次品分拣、旋转物料、方向调

转、产品组装及产品分拣等一系列步骤，实现把主料件（开关基座）、辅料件 1（推杆及弹簧

垫片的组合体）及辅料件 2（顶丝）装配为合格的直动式限位开关，如图 1所示，并依据该产

品的种类进行分拣的功能。由于原系统的每一个工作站都是独立存在的，所以当同时有多个物

料进入工作站时，将会影响系统的运行效率和稳定性，因此需对控制系统进行改进。

图1 生产流程设备图

利用工业物联网智能网关，设计并实施生产线工作站边缘计算解决方案，实现数据共享。实现

关键数据的动态监视、云端数据传输与获取等功能。

1 系统部分

1.1 西门子 S7-1200 控制器

本设备控制器采用西门子引领小型化系统的最新产品 S7-1200。西门子 S7-1200 控制器使用灵

活、功能强大、可靠性高和抗干扰能力强，可用于控制各种各样的设备以满足自动化需

求。S7-1200 具备设计紧凑、组态灵活的强大功能，在各种小中型化工业生产设备中应用，能

够通过以太网与物联网网关通信，且价格比 S7-300/400 低。如图 2所示。

图2 西门子 S7-1200 控制器

1.2 工业物联网智能网关 10T2050

利用工业物联网智能网关 10T2050 和Node-RED 与腾讯云平台连接设计并实施生产线工作站边

缘计算解决方案，实现数据共享。实现关键数据的动态监视、云端数据传输与获取等功能需求

分析工业云平台，针对工业现场完成并实现生产线信息化，通过 MQTT 协议将工业现场设备与

云服务器相连，采集、传输现场设备数据到云端，从而可以及时地监控、分析和处理数据，提

高工业生产效率。针对次品分拣站的工业现场，工业云平台能够实时将现场检测信号和现场设

备运行状态及过程中采集到的物料高度及生产情况进行分析和处理。如图 3所示。

图3 西门子智能网关 IOT2050

1.3 系统搭建

智能网关、各类客户端等，相互之间依靠 MQTT 协议进行数据传输。10T 智能网关采集

PLC（可编程逻辑控制器）为实现生产线信息化需要搭建一个工业云平台，其中包括云服务

器、现场各类型设备和 10T2050 的数据，主动发送到已配置好的腾讯云服务器，10T 智能网关

也可以从腾讯云服务器中获取指令发送给PLC 等现场设备：客户端可以通过 MQTT 协议向服

务器订阅相关信息，也可以用 HTML（超文本标记语言）网页或工业 APP 实时动态地显示出

来。工业云平台的系统搭建如图 4所示。

1.4 网络架构设计

此次工业生产流程主件供料站部分PLC 采用西门子 S7-1200 引领小型自动化系统的产品西门子

S7-1200 1214cdcdcdc；操作站与西门子 S7-1200 控制器之间采用以太网通信方式，控制器与仿

真服务器之间采用以太网通信。如图 5所示。

图4 智能网关搭建网络图

2 控制系统设计

2.1 逻辑控制流程图

第一站逻辑控制流程图如图 6所示。

2.2 控制回路、控制算法流程图

控制回路及算法流程图如图 7所示。

3 人机交互设计与实施

3.1 登陆界面

登录界面属于用户管理模块，为了生产和数据的安全，这些参数只能允许指定的账户登录，禁

止没有得到授权的人对重要数据进行访问和操作，登录界面对不同用户进行区分并设置不同的

访问级别，以保证生产和数据的安全。如图 8所示，是人机界面的登录界面，需要登录用户名

和密码来进行人机界面的操作功能。

3.2 主界面

主界面用于切换各个界面，是管理员登录后的界面，方便管理员操作。如图 9所示。

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摘要：

智能制造工程离散行业自动化生产线设计方案摘要：针对智能制造行业小型化生产线方向，依托工业离散行业自动化设备的工作特性，采用SIMATICS7-1200PLC系列为主体，结合WINCC与工业以太网络技术，进行具有人机交互界面设备监控组态的开发，建立PLC、WINCC、10T智能工业网关之间的设备连接，通过工业智能网关建立服务器与现场层的数据通信连接，从而实现生产线的自动化与信息化。关键词：WINCC;S7-1200;信息化;工业物联网;设计;Abstract：Aimingatthedirectionofminiaturizedproductionlineinintelligentmanufact...

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