項(xiàng)目背景

在輪胎制造車間里，一臺(tái)臺(tái)硫化機(jī)、裁斷機(jī)和成型機(jī)正在24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)。過(guò)去，這些設(shè)備全部由海為H32S2T型PLC本體控制。由于H32S2T只有RS-232/RS-485口，沒(méi)有以太網(wǎng)口，現(xiàn)場(chǎng)必須靠值班人員抱著筆記本逐臺(tái)巡檢、逐條電纜插拔才能下載配方或采集工藝參數(shù)。隨著產(chǎn)能擴(kuò)大，車間里同時(shí)在線的機(jī)臺(tái)數(shù)量達(dá)到32臺(tái)，傳統(tǒng)串口巡檢方式帶來(lái)的停機(jī)等待、數(shù)據(jù)滯后、維護(hù)強(qiáng)度大等問(wèn)題日益突出，成為制約信息化升級(jí)的主要瓶頸。

為了在不淘汰現(xiàn)役PLC的前提下打通以太網(wǎng)通道，廠方最終選用了遠(yuǎn)創(chuàng)智控專為海為PLC開發(fā)的—YC8000-HW以太網(wǎng)通訊模塊。該模塊體積只有半個(gè)煙盒大小，標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝，24 VDC供電，功耗不足2 W，卻可以把海為PLC的RS-485口無(wú)縫擴(kuò)展成10/100 M自適應(yīng)以太網(wǎng)口，并內(nèi)部集成Modbus-TCP、Haiwell-TCP、UDP、IP協(xié)議棧，完全滿足車間級(jí)數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程維護(hù)需求。

一、系統(tǒng)架構(gòu)

1.設(shè)備層

·硫化機(jī)12臺(tái)，裁斷機(jī)8臺(tái)，成型機(jī)12臺(tái)

·每臺(tái)設(shè)備控制核心：海為H32S2T（32點(diǎn)晶體管輸出型）

·每臺(tái)PLC側(cè)掛1只遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC8000-HW以太網(wǎng)通訊模塊

2.傳輸層

·YC8000-HW以太網(wǎng)通訊處理器通過(guò)其自帶的RS-485插頭直接插在H32S2T的COM1口，無(wú)需外接電源隔離器

·模塊RJ45口經(jīng)超五類屏蔽網(wǎng)線匯聚到就近的MOXA EDS-308-T工業(yè)交換機(jī)

·全車間共3臺(tái)EDS-308-T，通過(guò)千兆光纖級(jí)聯(lián)到中央機(jī)房的核心交換機(jī)H3C S513

3.信息層

·上位機(jī)：研華IPC-610L，i7-9700/16 GB/512 GB SSD，運(yùn)行Windows 10 IoT

·組態(tài)軟件：海為Haiwell SCADA V2.3，內(nèi)置YC8000-HW驅(qū)動(dòng)

·數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL 8.0，負(fù)責(zé)存放溫度、壓力、時(shí)間、能耗等關(guān)鍵工藝數(shù)據(jù)

·客戶端：車間主任辦公室、工藝室、設(shè)備維護(hù)室各裝1臺(tái)客戶端，通過(guò)Web瀏覽器查看實(shí)時(shí)畫面

二、硬件安裝

1.斷電后，將YC8000-HW以太網(wǎng)模塊扣在PLC右側(cè)導(dǎo)軌，用隨貨附帶的5 cm扁線連接PLC的COM1（485+、485-、GND對(duì)應(yīng)接入A、B、SG端子）。

2.模塊面板RUN燈常亮表示自檢完成；將網(wǎng)線插入LINK口，綠燈閃爍表明100 M協(xié)商成功。

3.在模塊側(cè)面小孔長(zhǎng)按3 s，使其進(jìn)入IP設(shè)置模式，通過(guò)默認(rèn)地址192.168.1.100登錄Web頁(yè)面，把地址改為車間網(wǎng)段172.16.10.101～132，掩碼255.255.255.0，網(wǎng)關(guān)指向172.16.10.1。

4.參數(shù)保存后重啟，RUN燈+LINK燈常亮，說(shuō)明硬件層就緒。

三、軟件配置

1.PLC側(cè)無(wú)需額外編程，保持原有485自由口；YC8000-HW透明轉(zhuǎn)發(fā)，因此廠方原有的硫化步序、裁斷定位、成型張力等梯形圖全部沿用，實(shí)現(xiàn)零改動(dòng)。

2.在Haiwell SCADA中新建"YC8000-HW以太網(wǎng)通訊處理器"驅(qū)動(dòng)，填寫IP與端口（默認(rèn)502），掃描周期設(shè)為200 ms；驅(qū)動(dòng)會(huì)自動(dòng)列出PLC的M、Q、AI、AQ、R寄存器。

3.對(duì)每臺(tái)硫化機(jī)建立變量表：

·R0～R9：硫化十段溫度

·R10：模內(nèi)壓力

·R11：硫化剩余時(shí)間

·M0：自動(dòng)啟動(dòng)

·M1：急停報(bào)警

4.在畫面里拖入趨勢(shì)控件，綁定R0～R9，采樣周期1 s，可回溯72 h溫度曲線；報(bào)警控件綁定M1，觸發(fā)后彈出聲光并在MySQL插入一行記錄。

5.通過(guò)SCADA內(nèi)置的Web發(fā)布功能，把畫面導(dǎo)出成HTML5，工藝員在自己的PC上用Chrome即可瀏覽，無(wú)需安裝插件。

四、功能實(shí)現(xiàn)

1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新
32臺(tái)機(jī)臺(tái)×50個(gè)變量，整體刷新耗時(shí)<300 ms，比原來(lái)人工抄表縮短99%。

2.配方遠(yuǎn)程下載
工藝員在SCADA界面修改R20～R29的十段溫度設(shè)定值，點(diǎn)擊"下發(fā)"按鈕，模塊通過(guò)Haiwell-TCP協(xié)議一次性寫入PLC，整個(gè)過(guò)程<2 s，無(wú)需停機(jī)插線。

3.報(bào)警集中推送
當(dāng)某臺(tái)硫化機(jī)模內(nèi)壓力R10>18 MPa時(shí)，PLC置位M1，SCADA立即彈窗，同時(shí)通過(guò)車間釘釘群機(jī)器人把機(jī)臺(tái)號(hào)、壓力值、時(shí)間戳推送給設(shè)備主管，平均響應(yīng)時(shí)間由原來(lái)2小時(shí)降到5分鐘。

4.能耗統(tǒng)計(jì)
每臺(tái)PLC新增一個(gè)電量模塊Haiwell S01AI，采集0–10 V功耗信號(hào)送入AI0，經(jīng)YC8000-HW以太網(wǎng)通訊處理器映射到Modbus 30001。SCADA每小時(shí)把30001寫入MySQL，月底自動(dòng)生成Excel能耗報(bào)表，用于成本核算。

五、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)YC8000-HW以太網(wǎng)通訊處理器這枚"小盒子"，傳統(tǒng)海為PLC順利駛?cè)胍蕴W(wǎng)快車道，輪胎制造車間也在不更換核心控制器的前提下完成了數(shù)字化躍遷。事實(shí)證明，只要方案得當(dāng)，老舊設(shè)備依舊可以煥發(fā)新活力，為制造業(yè)降本、提質(zhì)、增效貢獻(xiàn)可觀的價(jià)值。