一.行業痛點與解決方案
傳統倉儲物流系統中，采用西門子SMARTS7-200PLC（如CPUSR20、SR30等型號）的設備往往面臨三大通訊難題：一是無法直接接入以太網網絡，導致多PLC間的數據交互需要通過復雜的串口級聯實現，響應速度慢且穩定性差；二是上位機監控系統需要通過專用編程電纜或串口服務器才能采集數據，增加了系統延遲和故障點；三是不同品牌觸摸屏與PLC的連接需要定制驅動，兼容性差且維護成本高。
針對這些痛點，某大型電商倉儲中心在自動化升級項目中，采用了遠創智控的PPI-ETH-YC01Plus直通型以太網通訊處理器，成功實現了西門子SMARTS7-200PLC與S7-1200PLC的以太網互聯，同時解決了多品牌觸摸屏兼容問題。該模塊通過9針接口與S7-200PLC的PPI口直接連接，將串口信號轉換為以太網信號，不僅保留了原有的PPI通訊協議，還支持ModbusTCP/IP協議，完美實現了新舊系統的無縫對接。
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二.項目背景與系統架構
該電商倉儲中心占地面積約5000平方米，主要處理中小件商品的存儲與分揀。升級前，倉儲系統由以下設備組成：
·?入庫輸送線：采用西門子SMARTS7-200CPUSR30PLC控制，負責商品掃碼、稱重與緩存
·?自動分揀機：采用西門子S7-1200CPU1214CDC/DC/DCPLC控制，實現商品按目的地分揀
·?出庫conveyor系統：采用西門子SMARTS7-200CPUSR20PLC控制，完成商品打包前的輸送
·?監控系統：采用組態王KingView7.5開發，通過串口服務器采集設備數據
·?操作終端：采用威綸通MT8102iE觸摸屏（入庫區）和昆侖通態TPC1061Ti觸摸屏（出庫區）
系統升級的核心需求是實現三大區域設備的協同控制：當入庫輸送線檢測到商品信息后，需實時將數據傳輸至分揀機PLC，確保分揀策略動態調整；同時，出庫系統需根據分揀完成信號啟動相應的輸送流程。由于原有S7-200PLC無法直接與S7-1200PLC進行以太網通訊，各設備間的數據交互依賴人工調度，導致日均處理量僅能達到8000件，遠不能滿足業務增長需求。
升級后的系統架構引入了3臺遠創智控PPI-ETH-YC01Plus模塊，分別部署在入庫、出庫的S7-200PLC控制柜中。模塊通過9針D型接口與S7-200PLC的PPI通訊口連接，以太網口接入車間局域網，實現了：
1.?S7-200PLC與S7-1200PLC的實時數據交互
2.?上位機通過以太網直接訪問所有PLC的運行數據
3.?原有觸摸屏通過模塊的9針擴展口保持正常通訊（無需更換驅動）
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硬件配置與連接方案
主要設備清單
1.?控制設備：
o?西門子SMARTS7-200CPUSR30（6ES7288-1SR30-0AA0）：1臺，入庫輸送線控制
o?西門子SMARTS7-200CPUSR20（6ES7288-1SR20-0AA0）：1臺，出庫conveyor控制
o?西門子S7-1200CPU1214C（6ES7214-1AG40-0XB0）：1臺，分揀機控制
o?西門子SMARTEMDT08擴展模塊（6ES7288-2DT08-0AA0）：3臺，用于數字量輸入輸出
2.?通訊設備：
o?遠創智控PPI-ETH-YC01Plus以太網通訊處理器：3臺，實現S7-200的以太網轉換
o?華為S5720-28X-PWR-LI-AC交換機：1臺，提供工業以太網接入
o?威綸通MT8102iE觸摸屏：1臺，入庫區操作終端
o?昆侖通態TPC1061Ti觸摸屏：1臺，出庫區操作終端
o?研華IPC-610L工控機：1臺，運行上位機監控系統
硬件連接細節
1.?S7-200與通訊模塊連接：
遠創智控PPI-ETH-YC01Plus模塊的9針母頭通過原裝西門子PPI電纜（6ES7901-3CB30-0XA0）與S7-200PLC的9針口連接，模塊供電采用DC24V，與PLC共用開關電源，確保電位一致。
2.?以太網網絡架構：
所有PPI-ETH-YC01Plus模塊的RJ45網口通過超五類工業以太網電纜接入華為交換機，S7-1200PLC的PROFINET網口同樣接入該交換機，形成星型網絡拓撲。交換機與上位機工控機通過光纖收發器連接，保障數據傳輸穩定性。
3.?觸摸屏連接方案：
威綸通觸摸屏通過額外的PPI電纜連接至入庫區PPI-ETH-YC01Plus模塊的9針擴展口（模塊支持一進一出雙串口設計），昆侖通態觸摸屏采用相同方式連接至出庫區模塊，無需修改觸摸屏驅動程序，保持原有組態配置。
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軟件配置與通訊實現
模塊參數配置
遠創智控PPI-ETH-YC01Plus模塊通過網頁端進行參數配置：
1.?登錄模塊默認IP地址（192.168.1.100），在"基本配置"頁面設置靜態IP（入庫區：192.168.0.10；出庫區：192.168.0.11），子網掩碼255.255.255.0，網關192.168.0.1
2.?在"串口配置"頁面設置PPI通訊參數：波特率9600bps，數據位8，停止位1，校驗位無（與S7-200PLC默認參數一致）
3.?在"協議配置"頁面選擇"西門子PPI轉ModbusTCP"模式，設置Modbus從站地址（入庫PLC對應1號，出庫PLC對應2號）
S7-1200PLC程序設計
使用TIAPortalV16軟件編寫S7-1200控制程序，通過ModbusTCP客戶端功能塊與PPI-ETH-YC01Plus模塊通訊：
1.?調用"MB_CLIENT"功能塊，設置服務器IP地址（分別指向兩個PPI-ETH模塊）
2.?配置數據讀寫區域：
o?讀取S7-200的I0.0-I0.7（入庫檢測信號）對應Modbus地址00001-00008
o?讀取S7-200的Q0.0-Q0.7（設備運行狀態）對應Modbus地址01001-01008
o?寫入控制指令至S7-200的V存儲區，對應Modbus保持寄存器40001-40010
3.?編寫數據處理邏輯，當入庫區檢測到商品時，觸發分揀機的相應通道準備動作
S7-200PLC程序調整
使用STEP7-Micro/WINSMARTV2.5軟件修改原有程序：
1.?在V存儲區開辟專用數據塊（V100.0-V199.9）用于與S7-1200交換數據
2.?增加通訊狀態監測邏輯，當PPI-ETH模塊通訊中斷時，觸發本地報警（Q1.0輸出控制報警燈）
3.?保留原有與觸摸屏的通訊邏輯，通過SM0.5脈沖信號實現數據刷新
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上位機監控系統配置
在組態王KingView7.5中新增兩個ModbusTCP設備：
1.?設備1：連接入庫區PPI-ETH模塊（IP:192.168.0.10），讀取I區、Q區狀態，寫入控制指令
2.?設備2：連接出庫區PPI-ETH模塊（IP:192.168.0.11），配置同上
3.?新增數據畫面，實時顯示三個區域的設備運行狀態、故障信息及生產計數
4.?開發數據趨勢圖，記錄每小時處理量、設備利用率等關鍵指標
系統調試與運行效果
調試過程關鍵步驟
1.?通訊鏈路測試：使用模塊自帶的"通訊測試"工具，驗證S7-200與模塊的PPI通訊是否正常，通過ping命令檢查以太網連接
2.?數據讀寫測試：在S7-1200中強制輸出控制指令，觀察S7-200的響應狀態；在S7-200中模擬輸入信號，確認S7-1200能正確接收
3.?觸摸屏兼容性測試：分別操作威綸通和昆侖通態觸摸屏，驗證參數修改、手動控制等功能是否正常
4.?負載測試：模擬峰值工況（每小時1500件商品），連續運行8小時，監測通訊延遲（平均<50ms）和數據丟包率（0%）
運行效果分析
系統升級后，倉儲中心實現了以下改進：
1.?處理效率提升：日均處理量從8000件提升至15000件，峰值處理能力達到2000件/小時
2.?響應速度優化：入庫到分揀的響應時間從原來的2-3秒縮短至0.5秒以內
3.?維護成本降低：減少了70%的通訊故障，觸摸屏更換無需重新組態
4.?數據透明度提高：上位機能實時采集所有設備數據，為生產調度提供決策支持
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總結與擴展應用
遠創智控PPI-ETH-YC01Plus網關模塊在本項目中展現了三大核心優勢：一是完美解決了西門子SMARTS7-200PLC的以太網通訊難題，無需更換硬件即可實現系統升級；二是獨特的雙串口設計（9針主口+擴展口）確保了原有觸摸屏的無縫兼容，大幅降低了改造成本；三是支持PPI/Modbus雙協議轉換，為多品牌設備互聯提供了靈活選擇。
該方案不僅適用于倉儲物流領域，還可廣泛應用于食品加工、包裝機械、水處理等使用S7-200系列PLC的工業場景。后續可通過增加遠創智控的云網關模塊，將設備數據上傳至MES或ERP系統，實現更高級的數據分析與遠程運維功能，為工業4.0升級奠定基礎。
在工業自動化升級過程中，如何利用新技術改造存量設備、保護既有投資，是企業面臨的共同挑戰。本案例通過采用針對性的通訊解決方案，在最小化改造成本的前提下，實現了新舊系統的協同工作，為類似項目提供了可借鑒的實踐經驗。
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