某大型生產(chǎn)現(xiàn)場焊接站的協(xié)議改造PROFIBUS從轉(zhuǎn)PROFINET從網(wǎng)關(guān)

一、背景介紹

某大型汽車制造廠擁有多個生產(chǎn)線，用于車身焊接、噴涂及裝配等工序。其中，一條關(guān)鍵的焊接生產(chǎn)線長期采用PROFIBUS協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備控制。隨著生產(chǎn)自動化程度的提升和工業(yè)4.0戰(zhàn)略的推進，廠方?jīng)Q定對現(xiàn)有的焊接站進行升級改造，以提升生產(chǎn)效率、實現(xiàn)更高層次的智能化控制。

二、面臨的挑戰(zhàn)

1. **技術(shù)陳舊**：當前焊接站的控制系統(tǒng)基于PROFIBUS DP協(xié)議，雖然在過去幾年中表現(xiàn)穩(wěn)定，但在數(shù)據(jù)傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)拓撲靈活性及與新設(shè)備兼容性方面存在局限。

2. **兼容性問題**：新引進的智能設(shè)備和傳感器普遍支持PROFINET協(xié)議，導致現(xiàn)有系統(tǒng)在與新設(shè)備集成時出現(xiàn)兼容性問題，影響生產(chǎn)線的整體效率。

3. **升級復雜性**：直接更換整個控制系統(tǒng)成本高昂，且生產(chǎn)線停機時間長，制造成本上升。因此，尋找一種高效、經(jīng)濟的升級方案成為迫切需求。

三、解決方案

經(jīng)過綜合評估，廠方?jīng)Q定采用穩(wěn)聯(lián)技術(shù)PROFIBUS轉(zhuǎn)PROFINET（WL-PBS-PNS）的協(xié)議網(wǎng)關(guān)進行焊接站的改造。具體方案包括：

1. **引入?yún)f(xié)議網(wǎng)關(guān)**：選用高性能的協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)設(shè)備，將現(xiàn)有的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)無縫連接到新的PROFINET網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)兩種協(xié)議的實時數(shù)據(jù)交換。

2. **系統(tǒng)集成優(yōu)化**：在不更換現(xiàn)有PROFIBUS設(shè)備的前提下，通過網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)與新型PROFINET設(shè)備的通信，確保舊設(shè)備與新設(shè)備之間的兼容性和協(xié)同工作。

3. **網(wǎng)絡(luò)拓撲調(diào)整**：優(yōu)化現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將關(guān)鍵控制節(jié)點遷移至PROFINET網(wǎng)絡(luò)中，提高數(shù)據(jù)傳輸速度和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

4. **培訓與支持**：對操作人員進行PROFINET協(xié)議及新網(wǎng)關(guān)設(shè)備的培訓，確保系統(tǒng)運行后能夠順利操作和維護。

四、設(shè)備組態(tài)

1.添加SIEMENS DP主站通信模塊 雙擊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò) ，添加 CM-1243-5 PROFINBUS DP Master 設(shè)備模塊在 S7-1200plc 機架上 ，在 硬件目錄 > 控制器> SIMATIC S7-1200>通信模塊>PROFIBUS >CM1243-5 ，如下圖所示：

2.添加PROFINET設(shè)備模塊 雙擊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò) ，添加 PROFINET 設(shè)備模塊， PROFINET 設(shè) 備 模 塊 在 硬 件 目 錄 在 硬 件 目 錄 > > 其 他 現(xiàn) 場 設(shè) 備 >PROFINET IO>Gateway>SIEMENS AG>，如下圖所示：

3.建立PROFIBUS DP和PROFINET網(wǎng)絡(luò)

1. 使用設(shè)備配置的“網(wǎng)絡(luò)視圖”在項目中的各個設(shè)備之間創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)連接。創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)連接之后 ，使用 巡視窗口的“屬性”選項卡組態(tài)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。

2. 選擇“網(wǎng)絡(luò)視圖”以顯示要連接的設(shè)備。選擇wl-pn-dp的PROFIBUS端口，然后將連接拖到PLC_1 模塊CM1243-5模塊的PROFIBUS端口處 ，釋放鼠標按鈕以創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)連接。

五、實施效果

1. **生產(chǎn)效率提升**：通過PROFIBUS轉(zhuǎn)PROFINET的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了更高效的數(shù)據(jù)傳輸，焊接站的響應速度和生產(chǎn)效率顯著提高。

2. **系統(tǒng)兼容性增強**：新舊設(shè)備能夠在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中良好協(xié)同工作，解決了兼容性問題，減少了設(shè)備更換的成本。

3. **網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性提升**：優(yōu)化后的PROFINET網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提高了整體網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，減少了因網(wǎng)絡(luò)故障導致的生產(chǎn)中斷。

4. **成本節(jié)約**：采用協(xié)議網(wǎng)關(guān)進行改造，避免了大規(guī)模更換控制系統(tǒng)的高昂成本，并縮短了實施周期，降低了停產(chǎn)期間的損失。

5. **智能化水平提高**：協(xié)議轉(zhuǎn)換后的系統(tǒng)具備更好的擴展性，為未來引入更多智能化設(shè)備和實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集中管理奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)論

通過引入PROFIBUS轉(zhuǎn)PROFINET的協(xié)議穩(wěn)聯(lián)技術(shù)網(wǎng)關(guān)（WL-PBS-PNS），某大型汽車制造廠成功實現(xiàn)了焊接站的升級改造。這一方案不僅解決了現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性問題，還提升了生產(chǎn)效率和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，為生產(chǎn)線的智能化發(fā)展提供了有力支持。同時，該案例也為其他制造企業(yè)在面臨類似協(xié)議升級需求時提供了參考和借鑒。