越是小型的工程项目,越是需要精心考虑设计方案。无它,因为小型的工程项目,对设备的要求可能并不低,但对成本的控制要求却很高。几万十几万的预算差,在动辄上千万的大型项目中并不显眼,但在小型项目中,几千块的预算差都可能让项目负责人咬牙切齿。
有一个实验设备项目,所控设备很简单,仅为两台250KW的异步电机,一台750W的伺服电机。另外还有有八个传感器的数据需要采集。但是,这些设备,却有不同的脾气。
两台250KW主电机由第三方的国产变频器控制,采用PROFINET通讯方式;
750W的伺服电机,由另一家的国产伺服厂家提供,驱动器也配套该公司伺服驱动器,提供基于RS485的MODBUS-RTU通讯。
八个传感器,其中四台压力传感器是直接的模块量输出,4-20mA。
还有两台压力传感器也是基于RS485的MODBUS-RTU通讯。
另外两台扭矩传感器,输出为5K-15KHz的脉冲。
针对以上这些设备的脾性,我选择了S7-1200PLC做为其控制核心。这个项目立项比较早,当时还没有S7-1200G2。
之所以选择S7-1200,做如下考虑:1、S7-1200可以做为PN的主站,那与两台主电机变频器通信完全没问题;2、S7-1200可以做为MODBUS-RTU的主站,那与传感器及伺服控制器通信也完全没问题。只不过,为了追求稳定与快速,我选择了CM241及CB241分别应对不同的从站。3、S7-1200的DI本身可以做为HSC,可以直接接入并读取两台扭矩传感器的数值。4、加一块4通道的AI模块,就直接可以读取最后四个压力传感器的数据了。当然,这里,为了省点成本,选择的是13位分辨率的AI模块,如果对分辨率有要求,其实可以直接上16位分辨率的模块。
因而,一个S7-1200CPU+CB241+CM241+AI,再配一个国产的HMI,就完美应对各个第三方设备的不同脾气了。
整个项目的硬件配置如下:

网络拓扑如下:

结语:其实,这个项目完全可以用S7 200 Smart G2来实现,只是,一方面,那时SMART G2还没有推出,另一方面,我还是喜欢用PORTAL,不喜欢用microwin。
另外,如果对模拟量输入分辨率要求比较高,S7-1200有16位的AI模块可选,但S7-1200 G2及S7-200 SMART G2好像没有16位的AI模块。不知熟悉后二者的侠者,知道否?