在某電線電纜廠交聯(lián)線S5電控系統(tǒng)的S7升級改造實例
原S5系統(tǒng)的構(gòu)成和改造原因：
原生產(chǎn)線是93年進口的意大利設備，已運行15年。其中機械部分狀態(tài)良好，但控制設備已經(jīng)進入故障高發(fā)期。系統(tǒng)安全瓶頸有兩處：一是控制主機PLC部分，二是HMI人機界面部分。
控制主機采用的是西門子S5-115U，控制機配有兩個9槽機架，I/O配置共有數(shù)字輸入132點，數(shù)字輸出112點，熱電偶64通道，標準信號模入16通道，模出8通道。此外還配有串口通訊卡CP524與HMI進行通訊。由于控制系統(tǒng)的主機是西門子八十年代末的S5系列產(chǎn)品，S5產(chǎn)品正逐步退出市場，模塊備件供應周期很長，價格高、保障性差，某些部件甚至有價無市。為了滿足穩(wěn)定生產(chǎn)的需要，控制系統(tǒng)由S5升級到S7已經(jīng)是迫在眉睫。
HMI人機界面是硬件基于PC，軟件基于DOS 6.22的SF（SUPER FLASH）系統(tǒng)，操作單元除了肩負設備的參數(shù)設置、選擇、狀態(tài)顯示、報警反饋、故障確認等外，還通過C語言程序承擔了大量復雜的計算，計算結(jié)果通過通訊下傳給PLC參與控制。因此，HMI的異常將導致系統(tǒng)的崩潰。HMI系統(tǒng)其基礎及原理與目前的主流技術及產(chǎn)品不兼容，相關的硬件通訊卡也沒有備件。HMI系統(tǒng)已經(jīng)進入高危期，且無法維護和維修。故必須根據(jù)生產(chǎn)線系統(tǒng)及工藝原理，為用戶重新開發(fā)新系統(tǒng)的HMI。
擠出機的機械部分狀態(tài)仍然良好。只是水加熱部分故障率很高，主要原因是水垢嚴重、系統(tǒng)水泄漏、水加熱對保障系統(tǒng)要求高。水加熱部分的不可靠導致設備的正常使用及效能的發(fā)揮被嚴重壓制。
改造目的和預期
為恢復控制設備的可維護性、兼容性和可擴展能力，消除設備這些方面的不穩(wěn)定對正常生產(chǎn)的影響和隱患，需要對現(xiàn)有控制系統(tǒng)進行改造升級。
控制系統(tǒng)的升級更新改造不僅僅著眼于更新，而且要將客戶多年設備的使用和工藝經(jīng)驗反映到新的控制系統(tǒng)中去。因此，控制系統(tǒng)設備改造時，設計立足于原有系統(tǒng)的工藝和功能，采用西門子先進成熟的主流技術和產(chǎn)品，對原系統(tǒng)中局部進行更合理的國產(chǎn)化改進。以期達到在更合理的功能、更經(jīng)濟的方式基礎上，穩(wěn)定地滿足生產(chǎn)的工藝需求。
改造方案
改造重點主要集中在控制主機PLC、HMI和擠出機上。
控制柜保留現(xiàn)有柜體和部分器件，只對PLC部分進行拆除，然后用替代的新產(chǎn)品在現(xiàn)場重新安裝、配線成柜。局部升級盡量保留原有柜體和低壓器件等元器件，雖然增加改造施工的工作量，但降低了改造費用和風險。
PLC采用西門子的主流高性價比的S7-300系列產(chǎn)品。根據(jù)原有技術要求和狀態(tài)選型。保證了設備的可維護性、兼容性和可擴展能力。
原HMI操作終端選用西門子主流高性能產(chǎn)品等效替換。人機界面仍除保留系統(tǒng)原有功能外，界面根據(jù)用戶要求實施中文化，同時保留原來熟悉的英文操作界面。系統(tǒng)升級立足于用戶的工藝原理進行程序的重新全面開發(fā)。同時提高系統(tǒng)的可靠性，避免HMI的故障導致系統(tǒng)不必要的停機。
擠出機腔體溫控由水加熱改為電加熱，且加熱部分邏輯從主PLC程序里分立出來，由獨立的盤柜進行溫度控制。主PLC通過通訊方式與擠出機腔體的溫控進行數(shù)據(jù)交換、聯(lián)動和安全連鎖。這樣讓系統(tǒng)各分系統(tǒng)有機的獨立和關聯(lián)起來，不僅方便了維護和檢修，同時也提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。
為降低改造風險，減少改造對生產(chǎn)的影響，改造實施方案在新S7與舊S5系統(tǒng)之間設立臨時接口，可以實現(xiàn)新舊系統(tǒng)的快速切換，保證在S7系統(tǒng)成功之前，可以隨時滿足生產(chǎn)的需要切換到舊的S5系統(tǒng)里運行。
效果反饋：
控制系統(tǒng)S5升級改造工程于2008年10月完工至今，系統(tǒng)投產(chǎn)一次成功，設備狀態(tài)及性能穩(wěn)定可靠，各項功能指標均達到用戶的工藝要求。系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅得到徹底的改觀，系統(tǒng)性能也得到提升。設備主人又重新掌控了設備的可用、可靠和可維護性，用戶不再受制于設備的不穩(wěn)定。昂貴的進口設備又煥發(fā)出青春的活力。
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