詳細介紹
西門子CPU226CN中央控制器原生產(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*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)的快速西門子CPU226CN中央控制器切換,,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。