淺談中密度板廠西門子ＰＬＣ系統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線是在90年代引進的德國技術和工藝,在電氣系統中以西門子S5-135U為控制中心,外圍電氣執行元件?開關和電機等全部采用德國的配套設備,在生產成本上對公司造成比較大的支出?近幾年隨著國產電子設備的發展,這些功能都可以被國產設備取代?在生產線引進之初,我們就不斷嘗試進行國產化的改造,用國內成熟的技術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?從面給公司節省了大量的開支?而PLC系統這幾年隨著西門子的技術升級,S5已經逐漸被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的構成

中密度生產線是由四套西門子S5-135U的可編程序器作為控制核心,分別設置在獨立的電氣控制室內?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備?而由于部分生產線設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總線與分設在現場的西門子ET200B?ET200U等終端模塊通訊?現場的終端模塊主要由8點?16點或32點的數字量輸入?輸出和模擬量輸入?輸出模塊構成?以就近采集現場反饋過來的信號,從面節省大量從現場到配電室的布線,節約了成本?作為比較早引進的生產線,操作人員的信息處理與反饋還是比較落后?在操作室內根據生產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場動作的結果?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?電氣系統升級?改造的必要性

生產線剛投入運行時,電氣控制系統由于采用了西門子成熟的產品,因而在質量上非常可靠?而后幾年,隨著電子產品的不斷老化,生產環境的惡劣,使得西門子PLC系統以及ET200終端模塊的故障率不斷提高?有時不得不有長時間停產等備件的情況發生?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,隨著西門子戰略的調整和電子設備的更新換代,西門子S5以及周邊的產品正在不斷被S7所取代?如果現在要想買到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年代初發展起來,是S5的更新替代產品?具有200?300?400等全系列的產品,可滿足從低端到高端的各種應用?不僅在產品質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操作系統下?

興隆中密度纖維板生產線現有四套獨立的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,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,節省了成本?而S7備件由于其質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的發展,西門子研發出與計算機技術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構的工控機,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,這種技術結構上不僅更加合理,技術更先進,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的升級替代產品,但其無論從編程語言?產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對應升級S7后的替代產品,并要求在S7系統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S7兩套系統無論從軟件到硬件都要做到“知根知底”?下面就從技術的方面來談談改造所涉及的細節:

S5的數據結構與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,如調用需專用的授 權?而S7內集成有各種庫文件,無需授權?例如在讀取模擬量輸入上,在S5上需調用授權的FB250功能塊,不僅功能塊的表達繁瑣,而且幫助信息非常少?而S7只需調用FC106后輸入幾個簡單的變量參數就可實現功能?

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內就集成了PID功能模塊,只需直接調用即可,但調試很麻煩,需要大量的實踐經驗與技巧?

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?結束語

在國內,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?最近幾年,隨著S5備件采購的困難,電子產品壽命的縮短,S5系統升級到S7已經是大勢所趨?只要在公司成本考慮允許的范圍內把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境中占盡先機?おおΚ