破碎机控制系统PLC升级改造
2020-03-04陶小永
陶小永，陈 晟
（中海石油化学股份有限公司电仪部，海南东方 572600）
随着西门子PLC设备的不断升级换代，1994年Simatic S5系列逐渐被 Simatic S7系列替代，S7系统能完全替代S5的所有功能，在运算方面、稳定性、抗干扰性以及系统冗余方面都有很大的提升。
我厂破碎机于2002年投产使用，当时采用的是S5-95U控制系统，由于近期PLC主机故障频发，导致设备无法稳定可靠运行且备件极其紧缺，因此决定对破碎机控制系统进行升级改造。
1 改造方案的思路
1.1 硬件设备的替换
考虑到空间、成本、程序编写等因素，将使用S7-300，CPU为312型来替换S5-95U。主要选择该主机的原因有两点：①S7-300基本上算是在S5基础上升级优化而来，大部分程序以及指令都有相通之处。在程序编译和修改方面可以减少相应的错误；②目前公司有完善的S7仿真设备以及人员均具备S7-300的日常维护能力。
1.2 程序方面的升级
先对S5程序以及破碎机工作方式进行整理，了解各个程序运行模式以及运转过程，再通过整理对S7 程序进行重新编写仿真。
2 改造方案的实施步骤
2.1 硬件设备的准备
根据S5-95U的系统配置，选择合适的S7-300CPU型号以及模块输入。S5-95U所用的数字量输入点16、输出点有24个以及一路模拟量输入通道。据此，决定选用S7 CPU312、数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322、模拟量输入模块SM331、模拟量输出模块SM332。
2.2 PLC程序的转换
2.2.1 S5-95U程序翻译
通过S5程序的翻译，该程序中有OB21（冷启动）、OB22（热启动）、OB1（主程序）、PB3（自动运行功能块）、PB4（手动运行功能块）、PB7（报警功能块）、PB5（指示灯功能块）、PB13（挡板开关功能块）、PB2（输出功能块）、PB9（连锁功能块）、FB1、FB3、FB4、FB8四个函数块以及DB1、DB104两个数据块。
2.2.2 S7-300程序编译
（1）通过S5程序翻译后重新对每个模块进行重新编写。对比如表1所示。
表1 成型模块对比
（2）S5中输入输出点只有I32.0～I33.7，由此S7程序中将重新定义输入输出点与之相匹配。如表2所示。
表2 I/O表对比
2.2.3 部分程序对比
（1）关于S5中跳转与调用和S7中的不同，以OB1主程序为例：
图1 OB1主程序对比
S5的跳转和调用可以在一个程序段集中显现，但在S7中则需要分段落编译，否则在S5转S7过程中无法识别跳转命令并且报引用错误。
（2）关于S5中FB250和FB251模拟量输入输出模块编译。
S5模拟量模块见图2。
图2 模拟量模块
3 对原功能的优化
原有S5报警出口只有一个，在排查故障和监护运行情况下不够明朗。为增强故障可见性，为此在原有主程序不变的情况下，设置独立故障报警出口，以便利用PLC指示灯读出故障原因。
4 结束语
此次改造达到了预期的目的，设备稳定运行。由于此方案可在线下仿真测试后再进行上传检测，可以减少改造周期提升改造准确性。
