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在某電線電纜廠交聯(lián)線S5電控系統(tǒng)的S7升級改造實(shí)例

 

 

原生產(chǎn)線是93年進(jìn)口的意大利設(shè)備，已運(yùn)行15年。其中機(jī)械部分狀態(tài)良好，但控制設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入故障高發(fā)期。系統(tǒng)安全瓶頸有兩處：一是控制主機(jī)PLC部分，二是HMI人機(jī)界面部分。

控制主機(jī)采用的是西門子S5-115U，控制機(jī)配有兩個(gè)9槽機(jī)架，I/O配置共有數(shù)字輸入132點(diǎn)，數(shù)字輸出112點(diǎn)，熱電偶64通道，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)模入16通道，模出8通道。此外還配有串口通訊卡CP524與HMI進(jìn)行通訊。由于控制系統(tǒng)的主機(jī)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(yīng)周期很長，價(jià)格高、保障性差，某些部件甚至有價(jià)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(jī)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(fù)設(shè)備的參數(shù)設(shè)置、選擇、狀態(tài)顯示、報(bào)警反饋、故障確認(rèn)等外，還通過C語言程序承擔(dān)了大量復(fù)雜的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果通過通訊下傳給PLC參與控制。因此，HMI的異常將導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。HMI系統(tǒng)其基礎(chǔ)及原理與目前的主流技術(shù)及產(chǎn)品不兼容，相關(guān)的硬件通訊卡也沒有備件。HMI系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入高危期，且無法維護(hù)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(jī)的機(jī)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(yán)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(dǎo)致設(shè)備的正常使用及效能的發(fā)揮被嚴(yán)重壓制。                                       

 

 

為恢復(fù)控制設(shè)備的可維護(hù)性、兼容性和可擴(kuò)展能力，消除設(shè)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(jìn)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(shè)備的使用和工藝經(jīng)驗(yàn)反映到新的控制系統(tǒng)中去。因此，控制系統(tǒng)設(shè)備改造時(shí)，設(shè)計(jì)立足于原有系統(tǒng)的工藝和功能，采用西門子先進(jìn)成熟的主流技術(shù)和產(chǎn)品，對原系統(tǒng)中局部進(jìn)行更合理的國產(chǎn)化改進(jìn)。以期達(dá)到在更合理的功能、更經(jīng)濟(jì)的方式基礎(chǔ)上，穩(wěn)定地滿足生產(chǎn)的工藝需求。

 

 

 

改造重點(diǎn)主要集中在控制主機(jī)PLC、HMI和擠出機(jī)上。控制柜保留現(xiàn)有柜體和部分器件，只對PLC部分進(jìn)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(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)。

PLC采用西門子的主流高性價(jià)比的S7-300系列產(chǎn)品。根據(jù)原有技術(shù)要求和狀態(tài)選型。保證了設(shè)備的可維護(hù)性、兼容性和可擴(kuò)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(jī)界面仍除保留系統(tǒng)原有功能外，界面根據(jù)用戶要求實(shí)施中文化，同時(shí)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(jìn)行程序的重新全面開發(fā)。同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性，避免HMI的故障導(dǎo)致系統(tǒng)不必要的停機(jī)。

擠出機(jī)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(dú)立的盤柜進(jìn)行溫度控制。主PLC通過通訊方式與擠出機(jī)腔體的溫控進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、聯(lián)動(dòng)和安全連鎖。這樣讓系統(tǒng)各分系統(tǒng)有機(jī)的獨(dú)立和關(guān)聯(lián)起來，不僅方便了維護(hù)和檢修，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。

為降低改造風(fēng)險(xiǎn)，減少改造對生產(chǎn)的影響，改造實(shí)施方案在新S7與舊S5系統(tǒng)之間設(shè)立臨時(shí)接口，可以實(shí)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(shí)滿足生產(chǎn)的需要切換到舊的S5系統(tǒng)里運(yùn)行。

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(shè)備狀態(tài)及性能穩(wěn)定可靠，各項(xiàng)功能指標(biāo)均達(dá)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(shè)備主人又重新掌控了設(shè)備的可用、可靠和可維護(hù)性，用戶不再受制于設(shè)備的不穩(wěn)定。昂貴的進(jìn)口設(shè)備又煥發(fā)出青春的活力。

 

 

 

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