• S5升级S7应用案例———可口可乐辽宁(北)饮料有限公司RB生产线升级改造


    一、 概述:
    可口可乐辽宁(北)饮料有限公司的大部分设备是国外70 年代初的产品,尤其是饮料生产线均为德国西门子公司的早期产品,现已运行近二十年,因此,不论在性能上,还是在备件的供应上都存在着问题。系统的故障率也在不断增加,由于故障的频繁出现,而且设备的陈旧和设计的不合理,使得维护检修更加困难,因此,给企业带来了很大的损失。为此,在2010年对问题出现最多的设备RB等生产线进行了改造。
    二、 现场调查分析:
    此次改造主要对RB生产线控制设备进行升级。原有的控制系统按工艺分为五大部分:脱箱机、洗瓶机、混比机,注入机和装箱机。本次改造只对其中一小部分进行设备升级。
    此次改造主要对脱箱机、装箱机和洗瓶机控制设备进行升级。系统的控制采用了西门子早期的S5-115U 可编程控制器。
    控制系统的改造分两个阶段:改造后,需新老系统并存一段时间,待新的控制系统投入后,显示正常并运行稳定后,再把原控制系统拆除。
    本次改造新的控制设备采用西门子公司的S7-300,共有3台,分别用作
    脱箱机、装箱机和洗瓶机。
    另外,此次改造的设备还有两个操作台,操作站改为系统通过PROFIBUS-DP 网与西门子的TP177 5.7 寸液晶操作面板相连,操作面板上的操作及显示完全代替原操作台的功能,并且加以改进和优化,提高自动化水平和可靠性。
    RB生产线自投产以来,设备日趋老化,故障日益增多,主要的问题有:
    1. 系统抗环境干扰能力差,对温度,湿度非常敏感,而现场工作环境又不能完全克服这些不利因素。
    2. 系统本身的固有缺陷难以克服,近几年来,S5-115U 的位故障不断发生,而始终不能找到根本的原因.而且故障一旦发生根本无法准确地找到故障点,只能逐块更换模板直到故障排除.对RB控制系统来说,每套PLC 都有
    3-4 个扩展框架,每个故障的排除都需要几个小时,这就意味着几个小时的停产.
    3. L1 网是西门子公司开发的低速网,扩展性差,数据传输速率低.
    4. 现有的S5系统维护困难,最致命的问题是系统已趋淘汰,备件已无法供应,出现问题很难解决.
    鉴于以上原因,我们建议对系统改造同样采用西门子高性能的S7-300
    产品来替代原有的S5-115U,并将这两个系统上连入西门子的开放性好、扩
    展性强、速度快的PROFIBUS 网络上。原有ProfiBus 网因当时站点少、通
    讯距离短,从经济上考虑采用电缆作为通讯媒介,本次改造后,通讯距离
    大大加长,考虑到将来整个系统都将逐步改造升级连入ProfiBus 网络,
    通讯速度、网络的抗干扰能力及网络通讯的可靠性也必须改善,所以这次
    改造将原有的ProfiBus 电网络改为光网,以提高网络的通讯速度和可靠
    性。
    三、改造设计方案说明如下:
    1. 此次S5 升级S7 系统,从结构上,柜内接线上基本不变,而且在模板的选型上也基本与原设计保持一直,这样可以给年修提供更多的调试时间,
    从而,可以保障年修的顺利完成.
    2. 此次改造将原西门子低速网L1 网改造为西门子开发的开放性好的
    PROFIBUS 网,该网是基于欧洲标准EN 50 170,因此它可以和只要符合该
    协议的设备进行通讯,由于该网为现场总线网,所以它保证了现场设备
    的快速性, 并提高了系统的抗干扰性.
    3. 修改2个操作箱站,可以就地进行洗瓶操作,用TP177 实现。
    4. 方案的可靠性。由于在2008 年的年修时,我们已对混比机控制系统进行过升级改造,因此,关于这次改造我们是完全有把握。
    四、软件设计及编制
    1.原S5 程序改编
    RB生产线控制系统原来控制程序使用的是S5 中的STEP5,现改为S7 可编
    程控制器,故控制应用程序必须改编成STEP7 结构,以便传到S7-300 的
    CPU 中,从而完成对全系统的逻辑控制及连锁。
    2.网络开通
    S7-300 通过CP343-1将系统加入到PROFIBUS,因此软件工作中必须
    将CP343-1 激活,将其挂到网上,然后编制网络开通、新建站点等软件。

     
     
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