1 引言
裝配線上共計20餘個工位，包括7個普通轉檯、2個維修轉檯、4個無滾輪舉升台、7個單向滾輪舉升台以及2個翻轉機。
整個被控對象包括22個工位,每個工位上包含必需的轉移電機或舉升電機,此外還有32個生產線傳輸電機。每個工位均由一個ET200S和一個ET200eco從站組成,用於該工位的I/O點數據採集和發送以及分散控制。
2 系統結構及功能
系統包括操作員站、工程師站、自動化系統、網路和現場I/O站等幾個部分。
系統各部分功能:
操作員站:提供全漢化人機界面，實現控制系統的監控操作功能(操作、顯示、報表、報警、趨勢)，並且可以在人機界面上直接查看對應的step7源程序。
工程師站:用於系統的組態和維護。
自動化系統:使用SIMATIC控制器完成迴路調節和邏輯運算。
現場I/O站:使用現場匯流排技術，在設備現場直接採集現場儀錶的信號,控制現場的執行機構。
現場匯流排Profibus:用於連接控制單元與操作員站以及管理網路。
本系統採用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的介面模塊相連構成系統的主站。CP342-5是用於連接s7-300和profibus-DP的主/從站介面模塊，CP 343-1是用於連接S7-300和工業乙太網的介面模塊。在該控制系統中，除了上述主站外，從站是由22個ET200S和22個ET200eco組成，分別分佈在兩條profibus網路上。CPU上自帶的profibus-DP介面構成profibusⅠ線，CP 342-5介面模塊構成profibusⅡ線。
系統中ET200S從站上採用的IM151-1介面模塊有兩種: 基本型和標準型，基本型的介面模塊所能掛接的電源管理模塊和I/O模塊個數範圍為2~12個，標準型的介面模塊其範圍為2~63個。所以當從站I/O模塊較多時，宜選用標準型的介面模塊。介面模塊上帶有profibus地址設定撥碼開關。
系統中ET200eco從站中選用了8DI和16DI兩種模板，模板結構緊湊，模板的供電採用7/8’電源線，模板的通訊採用M12通訊接頭。接線靈活而快速，方便拔插。其介面模塊上帶有2個旋轉式編碼開關用於profibus地址分配。
網路設備按照適應工業現場環境的程度，以及生產線的布局來考慮選用不同防護等級。控制箱中的模塊採用防護等級為20的ET200S I/O模塊，對應每個控制箱的還有一個防護等級為67的ET200eco模塊，置於生產線滾輪下方，由於該模塊需要接觸到現場較為惡劣的生產環境，因此需要有防水防油防塵等功能。
3 目標控制系統
3.1 系統設計
汽車發動機裝配線是一個對發動機順序裝配的流水線工藝過程。由於工藝的繁瑣性，工程的計算機控制系統考慮採用分散控制和集中管理的分散式控制模式，採用以PLC為核心構成的計算機控制系統，各獨立工位控制系統之間通過網路實現數據信息、資源共享。該裝配線在整個生產過程中較為關鍵，由於每個工位之間是流水線生產，因此每個環節的控制都必須具備高可靠性和一定的靈敏度，才能保證生產的連續性和穩定性。從站中的每個ET200S站和其對應的ET200eco站共同構成一個工位, ET200eco主要是採集現場數據之用。ET200S站的模塊置於小型控制箱內, 對於工位的基本操作有兩種方式，就地控制箱手動方式和就地自動方式。由於每個控制工位的操作進度不一致，操作工可以按照裝配要求進行手自動切換。特殊情況下亦可通過手動操作進行工件位置的修正。
安裝在各工位的分散式I/O模塊ET200S和ET200eco通過現場檢測元件和感測器將系統主要的監控參數(主要是開關量)採集進來，ET200S和ET200eco將現場模擬量信號轉換為高精度的數據量，通過最高速度可達12M的Profibus-DP現場匯流排網路將採集數據上傳到中央控制器，控制器根據具體工藝要求進行處理，再通過Profibus-DP網路將控制輸出下傳給ET200S，實現各工位的控制流程。PROFIBUS是全球應用最廣泛的過程現場匯流排系統。 PROFIBUS有三種類型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用於通用自動化;PROFIBUS-DP用於製造業自動化;PROFIBUS-PA用於過程自動化。使用PROFIBUS過程現場匯流排技術可以使硬體、工程設計、安裝調試和維修費用節省40%以上。PROFIBUS-DP的技術性能使它可以應用於工業自動化的一切領域，包括冶金、化工、環保、輕工、製藥等領域。除了安裝簡單外，它有極高的傳輸速率，可達12Mbits/s，通訊距離可達到1000米，如果加入中繼器可以將通訊距離延長到數十公里，具有多種網路拓撲結構(匯流排型、星型、環型)可供選擇。在一個網段上最多可連接Profibus-DP從站即ET200S或是ET200eco 32個。
