淺談中密度板廠西門子ＰＬＣ系統(tǒng)Ｓ５升級為Ｓ７的可行性

劉海明　佟子平

興隆中密度纖維板廠生產(chǎn)線是在90年代引進的德國技術(shù)和工藝,在電氣系統(tǒng)中以西門子S5-135U為控制中心,外圍電氣執(zhí)行元件?開關(guān)和電機等全部采用德國的配套設(shè)備,在生產(chǎn)成本上對公司造成比較大的支出?近幾年隨著國產(chǎn)電子設(shè)備的發(fā)展,這些功能都可以被國產(chǎn)設(shè)備取代?在生產(chǎn)線引進之初,我們就不斷嘗試進行國產(chǎn)化的改造,用國內(nèi)成熟的技術(shù)上取代配套的德國電氣元件,如直流電機?電動閥門?控制儀表等?從面給公司節(jié)省了大量的開支?而PLC系統(tǒng)這幾年隨著西門子的技術(shù)升級,S5已經(jīng)逐漸被S7-200?300?400所取代,下面通過以下介紹來探討S5升級為S7的可行性?

一?興隆中密度電氣系統(tǒng)的構(gòu)成

中密度生產(chǎn)線是由四套西門子S5-135U的可編程序器作為控制核心,分別設(shè)置在獨立的電氣控制室內(nèi)?控制鋪裝線?壓機?熱磨機和水洗四部分?每一套中央機架上都裝有若干塊輸入?輸出模塊,采集和控制配電室附近的設(shè)備?而由于部分生產(chǎn)線設(shè)備距離電氣控制室都比較分散,距離比較遠,所以在每一套S5-135U上安裝一塊308C通訊模板,通過PROFIBUS-DP總線與分設(shè)在現(xiàn)場的西門子ET200B?ET200U等終端模塊通訊?現(xiàn)場的終端模塊主要由8點?16點或32點的數(shù)字量輸入?輸出和模擬量輸入?輸出模塊構(gòu)成?以就近采集現(xiàn)場反饋過來的信號,從面節(jié)省大量從現(xiàn)場到配電室的布線,節(jié)約了成本?作為比較早引進的生產(chǎn)線,操作人員的信息處理與反饋還是比較落后?在操作室內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)線的工藝做好流程圖,在每個代表電機?電磁閥的位置上都安裝有LCD二極管,依靠二極管燈亮或滅反映實際現(xiàn)場動作的結(jié)果?所有外圍的故障僅僅依靠老型的單色文本顯示器顯示,無法詳細記錄故障點的出處?而且操作盤上安裝了大量的二次儀表?記錄儀等以采集現(xiàn)場過來的溫度?壓力等模擬信號,使得操作盤顯得龐大?雜亂無章,致使儀表的布線不僅臃腫?雜亂而且極易形成相互干擾?

二?電氣系統(tǒng)升級?改造的必要性

生產(chǎn)線剛投入運行時,電氣控制系統(tǒng)由于采用了西門子成熟的產(chǎn)品,因而在質(zhì)量上非?？煽?而后幾年,隨著電子產(chǎn)品的不斷老化,生產(chǎn)環(huán)境的惡劣,使得西門子PLC系統(tǒng)以及ET200終端模塊的故障率不斷提高?有時不得不有長時間停產(chǎn)等備件的情況發(fā)生?這了解決這種矛盾,公司不得不花費許多費用買入大量的S5備件?而在上世紀90年代中期,隨著西門子戰(zhàn)略的調(diào)整和電子設(shè)備的更新?lián)Q代,西門子S5以及周邊的產(chǎn)品正在不斷被S7所取代?如果現(xiàn)在要想買到S5的備件不僅需要等待兩?三個月的供貨周期,而且價格上因為S5備件的短缺而變得非常高?這樣導致為了不因為無備件而停產(chǎn)公司只能備足西門子全系列型號的備件,使公司的資金造成不必要的大量積壓?

S7可編程序控制器是上世紀90年代初發(fā)展起來,是S5的更新替代產(chǎn)品?具有200?300?400等全系列的產(chǎn)品,可滿足從低端到高端的各種應(yīng)用?不僅在產(chǎn)品質(zhì)量可靠性上有了長足的進步,而且使得具有同樣功能的情況下可編程程序控制器體積做得更小,運行速度更快,價格更低,在操作界面上更加直觀與方便,其編程軟件可以在WINDOWS2000及XP下使用,而S5軟件只能運行于DOS操作系統(tǒng)下?

興隆中密度纖維板生產(chǎn)線現(xiàn)有四套獨立的S5-135U可編程序控制器,每一套中央機架及外圍擴展模塊的型號基本相似?如果把其中的一到兩套改成S7的系統(tǒng),這樣替換下來的S5模塊就可當作其余兩套的備件,從而使公司無需再為S5的備件而準備大量的庫存,節(jié)省了成本?而S7備件由于其質(zhì)量的可靠性及貨源的充足性而無需大量存貨?另外隨著這幾年計算技術(shù)的發(fā)展,西門子研發(fā)出與計算機技術(shù)相配匹的上位機軟件WinCC:就是利用與普通計算機類似的框架結(jié)構(gòu)的工控機,在工控機上運行上位機軟件WinCC,這樣所有工藝流程就可直接在電腦上顯示,這種技術(shù)結(jié)構(gòu)上不僅更加合理,技術(shù)更先進,更主要的是省去了許多儀表的配線,避免了信號之間的相互干擾?

三?升級?改造的難點

S7雖然是S5的升級替代產(chǎn)品,但其無論從編程語言?產(chǎn)品框架等都有極大的不同?這就要求不僅對S5編程語言?思路有詳細的了解,而且要能找出S5對應(yīng)升級S7后的替代產(chǎn)品,并要求在S7系統(tǒng)上編出具有相同功能的流程圖?所以改造的工作量非常巨大,并且對S5與S7兩套系統(tǒng)無論從軟件到硬件都要做到“知根知底”?下面就從技術(shù)的方面來談?wù)劯脑焖婕暗募毠?jié):

S5的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與S7基本類似,但表述方法不同?例如:在S5中KF類型相當于S7-300中的INT;S5中的KG類型相當于S7-300中的REAL等;

2?S5中沒有集成的為庫文件,如調(diào)用需專用的授 權(quán)?而S7內(nèi)集成有各種庫文件,無需授權(quán)?例如在讀取模擬量輸入上,在S5上需調(diào)用授權(quán)的FB250功能塊,不僅功能塊的表達繁瑣,而且?guī)椭畔⒎浅Ｉ?而S7只需調(diào)用FC106后輸入幾個簡單的變量參數(shù)就可實現(xiàn)功能?

3?S5中沒有PID功能塊,在遇到例如溫度控制這一塊,S5采用的是自編的語句表,功能非常繁瑣?而S7內(nèi)就集成了PID功能模塊,只需直接調(diào)用即可,但調(diào)試很麻煩,需要大量的實踐經(jīng)驗與技巧?

4?因為S5的中央機架和擴展模塊的尺寸與S7的有很大的不同,如全部升級的話外部接線必須做到仔細?認真,否則輸入?輸出點混亂的話將對模塊產(chǎn)生不可想象的危害?

5?如要取消原操作盤上的大量儀表,就需采用西門子WinCC上位機軟件,而上位機軟件因其涉及的功能比較多所以編制起來比較麻煩?

6?當大量儀表被上位機取代后,操作工其原有的思維操作方式被打破,所以必須使操作工的培訓做到細致?認真,并重新考核后上崗?

四?結(jié)束語

在國內(nèi),90年代初上馬的引進線非常多,包括啤酒?飲料?包裝和木加等全部用的都是S5的系統(tǒng)?最近幾年,隨著S5備件采購的困難,電子產(chǎn)品壽命的縮短,S5系統(tǒng)升級到S7已經(jīng)是大勢所趨?只要在公司成本考慮允許的范圍內(nèi)把S5升級到S7益處非常多?雖然公司一次性的投入比較大,但隨后面對備件采購成本低等優(yōu)勢將會使公司的成本壓縮到最低化,使公司在競爭日益激烈的環(huán)境中占盡先機?おおΚ