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改造原因：

现用设备是由德国HAGGLUNDS DRIVES公司于93年底安装交付的，控制主机采用的是西门子**代PLC产品S5-95U。控制机由双PLC构成，CPU和I/O模板均为冗余配置。控制机是双机一用一备，手动热备切换。由于S5产品正逐步退出市场，模块备件供应周期很长，**性差，某些部件甚至有价无市。，三台设备的PLC都已经配置不完整，只能单机维持运行。为了保证设备满足稳定生产的需要，决定将S5升级到S7。

 

原S5系统的构成：

 

              

控制主机采用的是西门子S5-95U，人机界面为DAA型ITT288-240S智能信息显示器。ITT信息显示器配带有操作按键和通讯口。可实现设备各种状态信息和报警的显示及确认，以及相关工作参数的设置和操作指令的下发。因设备**期服役，人机界面现已经失效。虽然人机界面失效不会导致全系统停机，但系统只能默认在某一模式下工作，且无法在必要时候获取系统的状态和报警信息。柜内器件，除了PLC配置不完整外，其余器件状态尚可。系统所用压力，转速，温度及液位传感器的状态不明。由于人机界面失效，状态无法显示，而且设备一直在运行，无法检测，故系统所有传感器状态不明。器件勉强能维持工作，精度较差。

              

改造方案：

为恢复控制设备的可维护性、兼容性和可扩展能力，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。

经业主同意，对原有控制柜进行整体升级替换。一方面是全新更换性能有保证，同时为保证施工质量和进度，整体替换也是较好的选择；另一方面是原有柜体和低压器件已经没有保留的价值，在原柜体内改造，施工工期没有**；其三整体替换费用没有增加。设备更新以控制柜端子为界，柜外保留不变，柜内全部更新。新设备的功能不变，工艺原理和操作习惯立足原有规范，并根据积累的经验进行更新设计升级。

PLC:根据设备的工艺性能要求，PLC采用西门子经济型产品S7-200。取消双PLC的运行模式。采用单PLC模式，辅以备件，保证系统在意外之时能快速恢复工作。

HMI：人机界面采用带按键的触摸屏。除保留系统原有功能，提供更完备的信息提示和反馈，更方便的操作。界面全部中文化。

原系统没有独立于PLC的纯手动功能。从而系统失去了在PLC失效状态下，由操作人员进行独立处置的灵活性。因此，在新的控制系统中，增设一套纯手动功能，手动逻辑与PLC无关。在手动模式下，只有液压主泵的启停和液压机构的换向操作可以由操作人员根据需要强制进行，没有其他安全连锁条件。其他部分比如提升机构，液压油温等不提供手动功能。

 

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、**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**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。                                       

 

 

为恢复控制设备的可维护性、兼容性和可扩展能力，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**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