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S5升級S7應(yīng)用案例———可口可樂遼寧(北)飲料有限公司RB生產(chǎn)線升級改造


一、 概述:
可口可樂遼寧(北)飲料有限公司的大部分設(shè)備是國外70 年代初的產(chǎn)品,尤其是飲料生產(chǎn)線均為德國西門子公司的早期產(chǎn)品,現(xiàn)已運行近二十年,因此,不論在性能上,還是在備件的供應(yīng)上都存在著問題。系統(tǒng)的故障率也在不斷增加,由于故障的頻繁出現(xiàn),而且設(shè)備的陳舊和設(shè)計的不合理,使得維護檢修更加困難,因此,給企業(yè)帶來了很大的損失。為此,在2010年對問題出現(xiàn)最多的設(shè)備RB等生產(chǎn)線進行了改造。
二、 現(xiàn)場調(diào)查分析:
此次改造主要對RB生產(chǎn)線控制設(shè)備進行升級。原有的控制系統(tǒng)按工藝分為五大部分:脫箱機、洗瓶機、混比機,注入機和裝箱機。本次改造只對其中一小部分進行設(shè)備升級。
此次改造主要對脫箱機、裝箱機和洗瓶機控制設(shè)備進行升級。系統(tǒng)的控制采用了西門子早期的S5-115U 可編程控制器。
控制系統(tǒng)的改造分兩個階段:改造后,需新老系統(tǒng)并存一段時間,待新的控制系統(tǒng)投入后,顯示正常并運行穩(wěn)定后,再把原控制系統(tǒng)拆除。
本次改造新的控制設(shè)備采用西門子公司的S7-300,共有3臺,分別用作
脫箱機、裝箱機和洗瓶機。
另外,此次改造的設(shè)備還有兩個操作臺,操作站改為系統(tǒng)通過PROFIBUS-DP 網(wǎng)與西門子的TP177 5.7 寸液晶操作面板相連,操作面板上的操作及顯示完全代替原操作臺的功能,并且加以改進和優(yōu)化,提高自動化水平和可靠性。
RB生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來,設(shè)備日趨老化,故障日益增多,主要的問題有:
1. 系統(tǒng)抗環(huán)境干擾能力差,對溫度,濕度非常敏感,而現(xiàn)場工作環(huán)境又不能完全克服這些不利因素。
2. 系統(tǒng)本身的固有缺陷難以克服,近幾年來,S5-115U 的位故障不斷發(fā)生,而始終不能找到根本的原因.而且故障一旦發(fā)生根本無法準確地找到故障點,只能逐塊更換模板直到故障排除.對RB控制系統(tǒng)來說,每套PLC 都有
3-4 個擴展框架,每個故障的排除都需要幾個小時,這就意味著幾個小時的停產(chǎn).
3. L1 網(wǎng)是西門子公司開發(fā)的低速網(wǎng),擴展性差,數(shù)據(jù)傳輸速率低.
4. 現(xiàn)有的S5系統(tǒng)維護困難,最致命的問題是系統(tǒng)已趨淘汰,備件已無法供應(yīng),出現(xiàn)問題很難解決.
鑒于以上原因,我們建議對系統(tǒng)改造同樣采用西門子高性能的S7-300
產(chǎn)品來替代原有的S5-115U,并將這兩個系統(tǒng)上連入西門子的開放性好、擴
展性強、速度快的PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)上。原有ProfiBus 網(wǎng)因當(dāng)時站點少、通
訊距離短,從經(jīng)濟上考慮采用電纜作為通訊媒介,本次改造后,通訊距離
大大加長,考慮到將來整個系統(tǒng)都將逐步改造升級連入ProfiBus 網(wǎng)絡(luò),
通訊速度、網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力及網(wǎng)絡(luò)通訊的可靠性也必須改善,所以這次
改造將原有的ProfiBus 電網(wǎng)絡(luò)改為光網(wǎng),以提高網(wǎng)絡(luò)的通訊速度和可靠
性。
三、改造設(shè)計方案說明如下:
1. 此次S5 升級S7 系統(tǒng),從結(jié)構(gòu)上,柜內(nèi)接線上基本不變,而且在模板的選型上也基本與原設(shè)計保持一直,這樣可以給年修提供更多的調(diào)試時間,
從而,可以保障年修的順利完成.
2. 此次改造將原西門子低速網(wǎng)L1 網(wǎng)改造為西門子開發(fā)的開放性好的
PROFIBUS 網(wǎng),該網(wǎng)是基于歐洲標準EN 50 170,因此它可以和只要符合該
協(xié)議的設(shè)備進行通訊,由于該網(wǎng)為現(xiàn)場總線網(wǎng),所以它保證了現(xiàn)場設(shè)備
的快速性, 并提高了系統(tǒng)的抗干擾性.
3. 修改2個操作箱站,可以就地進行洗瓶操作,用TP177 實現(xiàn)。
4. 方案的可靠性。由于在2008 年的年修時,我們已對混比機控制系統(tǒng)進行過升級改造,因此,關(guān)于這次改造我們是完全有把握。
四、軟件設(shè)計及編制
1.原S5 程序改編
RB生產(chǎn)線控制系統(tǒng)原來控制程序使用的是S5 中的STEP5,現(xiàn)改為S7 可編
程控制器,故控制應(yīng)用程序必須改編成STEP7 結(jié)構(gòu),以便傳到S7-300 的
CPU 中,從而完成對全系統(tǒng)的邏輯控制及連鎖。
2.網(wǎng)絡(luò)開通
S7-300 通過CP343-1將系統(tǒng)加入到PROFIBUS,因此軟件工作中必須
將CP343-1 激活,將其掛到網(wǎng)上,然后編制網(wǎng)絡(luò)開通、新建站點等軟件。