金鼎旺在电缆厂交联线西门子S5电控系统的S7升级改造实例

原S5系统的构成和改造原因：

原生产线是93年进口的意大利设备，已运行15年。其中机械部分状态良好，但控制设备已经进入故障高发期。系统安全瓶颈有两处：一是控制主机PLC部分，二是HMI人机界面部分。

控制主机采用的是西门子S5-115U，控制机配有两个9槽机架，I/O配置共有数字输入132点，数字输出112点，热电偶64通道，标准信号模入16通道，模出8通道。此外还配有串口通讯卡CP524与HMI进行通讯。由于控制系统的主机是西门子八十年代末的S5系列产品，S5产品正逐步退出市场，模块备件供应周期很长，价格高、保障性差，某些部件甚至有价无市。为了满足稳定生产的需要，控制系统由S5升级到S7已经是迫在眉睫。

HMI人机界面是硬件基于PC，软件基于DOS 6.22的SF（SUPER FLASH）系统，操作单元除了肩负设备的参数设置、选择、状态显示、报警反馈、故障确认等外，还通过C语言程序承担了大量复杂的计算，计算结果通过通讯下传给PLC参与控制。因此，HMI的异常将导致系统的崩溃。HMI系统其基础及原理与目前的主流技术及产品不兼容，相关的硬件通讯卡也没有备件。HMI系统已经进入高危期，且无法维护和维修。故必须根据生产线系统及工艺原理，为用户重新开发新系统的HMI。

挤出机的机械部分状态仍然良好。只是水加热部分故障率很高，主要原因是水垢严重、系统水泄漏、水加热对保障系统要求高。水加热部分的不可靠导致设备的正常使用及效能的发挥被严重压制。                                      

改造目的和预期

为恢复控制设备的可维护性、兼容性和可扩展能力，消除设备这些方面的不稳定对正常生产的影响和隐患，需要对现有控制系统进行改造升级。

控制系统的升级更新改造不仅仅着眼于更新，而且要将客户多年设备的使用和工艺经验反映到新的控制系统中去。因此，控制系统设备改造时，设计立足于原有系统的工艺和功能，采用西门子先进成熟的主流技术和产品，对原系统中局部进行更合理的国产化改进。以期达到在更合理的功能、更经济的方式基础上，稳定地满足生产的工艺需求。

改造方案

改造重点主要集中在控制主机PLC、HMI和挤出机上。控制柜保留现有柜体和部分器件，只对PLC部分进行拆除，然后用替代的新产品在现场重新安装、配线成柜。局部升级尽量保留原有柜体和低压器件等元器件，虽然增加改造施工的工作量，但降低了改造费用和风险。

PLC采用西门子的主流高性价比的S7-300系列产品。根据原有技术要求和状态选型。保证了设备的可维护性、兼容性和可扩展能力。 

原HMI操作终端选用西门子主流高性能产品等效替换。人机界面仍除保留系统原有功能外，界面根据用户要求实施中文化，同时保留原来熟悉的英文操作界面。系统升级立足于用户的工艺原理进行程序的重新全面开发。同时提高系统的可靠性，避免HMI的故障导致系统不必要的停机。

挤出机腔体温控由水加热改为电加热，且加热部分逻辑从主PLC程序里分立出来，由独立的盘柜进行温度控制。主PLC通过通讯方式与挤出机腔体的温控进行数据交换、联动和安全连锁。这样让系统各分系统有机的独立和关联起来，不仅方便了维护和检修，同时也提高了系统的可靠性和可用性。

为降低改造风险，减少改造对生产的影响，改造实施方案在新S7与旧S5系统之间设立临时接口，可以实现新旧系统的快速切换，保证在S7系统成功之前，可以随时满足生产的需要切换到旧的S5系统里运行。

效果反馈：

控制系统S5升级改造工程于2008年10月完工至今，系统投产一次成功，设备状态及性能稳定可靠，各项功能指标均达到用户的工艺要求。系统的稳定性不仅得到彻底的改观，系统性能也得到提升。设备主人又重新掌控了设备的可用、可靠和可维护性，用户不再受制于设备的不稳定。昂贵的进口设备又焕发出青春的活力。