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[造纸工艺] 广纸白板纸纸机生产线S5升级S7控制方案及实现

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发表于 2014-2-10 12:07:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
广纸白板纸纸机生产线S5升级S7控制方案及实现
                    吕雪峰  (大连欧瑞自动化有限公司 辽宁大连 116023)

摘要:分析了白板纸纸机原S5控制系统,给出S5-PLC升级为S7-PLC升级改造方案,成功实现S5-PLC升级为S7-PLC;上位机系统采用西门子WINCC7.0,便于系统维护上位机系统。

关键词:西门子;白板纸;S5;S7

1 引言
白板纸的纸机生产线由VOITH- SULZER制造提供,抄宽3.45米,设计车速600米/分,抄造定量230~500克/平方米,产能18万吨/年。纸机主要组成部分:4个不同浆种流浆箱、叠网成形部、4道直通式压榨部(含1道预压)、干燥部(含吹风箱和汽罩)、施胶机、涂布机、红外干燥机、硬压光机、软压光机、卷取机、液压润滑气动系统、纸机传动;复卷机为双底辊型复卷机,设计车速2000米/分。
白纸板生产线控制系统为西门子公司在20世纪80年代推出的S5 PLC控制系统,西门子公司已经从上世纪九十年代后期开始停止了S5系列PLC控制系统的生产。西门子随后推出新一代S7系列PLC控制系统,S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列,分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。本文主要介绍了白纸板原西门子S5控制系统的配置,以及升级为西门子大型控制系统S7-400的配置,并给出了控制方案。
2 S5 PLC系统构成
纸机MCS系统由四台西门子S5主机构成,CPU为948。与DCS系统和传动系统有总线通讯。复卷机由一台西门子S5主机构成,CPU为928B。为西门子S5 PLC控制系统,现场按钮开关操作。
PLC1主要为网部和压榨部的控制,CPU为948,主机架+扩展机架+ET200U;
PLC2主要为烘缸和施胶的控制,CPU为948,主机架+扩展机架+ET200U;
PLC3主要为硬压光和10组烘缸的控制,CPU为948,主机架+扩展机架+ET200U;
PLC4主要为11组烘缸、软压光和卷曲的控制,CPU为948,主机架+扩展机架+ET200U;
PLC5主要为复卷的控制,CPU为928,主机架;
PLC1、PLC2、PLC3、PLC4之间通过各有一块CP143模块,实现4组PLC之间的数据交换,PLC1有2块CP524分别实现同DCS和传动的通信,PLC3有1块CP524实现同DCS的通信。S5主机设备统计表如下:
设备名称        设备型号        PLC1        PLC2        PLC3        PLC4        PLC5
CPU948        6ES5 948-3UA11        1        1        1        1        0
CPU928        6ES5 928-3UB12        0        0        0        0        1
PLC之间通讯        6GK1 143-OTAO2        1        1        1        1        0
PLC与传动,DCS通讯        6ES5 524-3UA13        2        0        1        0        0
主机远程通讯板        6ES5 308-3UB11        2        2        2        2        0
主机扩展板        6ES5 300-5CA11        1        1        1        1        0
副机扩展板        6ES5 312-5CA22        1        1        1        1        0
主机底座        6ES5 188-3UA12        1        1        1        1        1
主机电源        6ES5 955-3LF41        1        1        1        1        1
副机底座        6ES5 184-3UA12        1        1        1        1        0
副机电源        6ES5 988-3UA11        1        1        1        1        0
DI        6ES5 420-4UA13        32*12        32*10        32*5        32*4        32*7
DO        6ES5 441-4UA13        32*6        32*4        32*5        32*6        32*5
AI        6ES5 460-4UA13        8*4        8*4        8*2        8*5        8*1
AO        6ES5 470-4UA12        8*2        8*2        8*2        8*2        8*1
远程通讯板ET200        6ES5 318-8MB12        7        11        4        5        0
远程DI        6ES5 421-8MA12        8*32        8*76        8*35        8*35        0
远程DO        6ES5 441-8MA12        8*26        8*53        8*21        8*24        0
远程AO        6ES5 470-8MB12        2*13        2*11        2*6        2*8        0
4 S7方案改造方案实现
4.1 改造原因
系统设备老化,备品备件供给困难,严重影响企业生产正常运行。
4.2 S7改造方案
为适合工厂生产要求,原S5 PLC系统将升级为西门子S7 PLC控制系统,纸机配一台工程师站和两台操作员站,复卷配一台操作员和一台移动工程师站。
纸机由四台S7-400主机替换原四台S5主机,复卷由一台S7-400主机替换原S5主机,CPU统一用414-3PN/DP,机架上用S7-400的IO模块, 远程IO部分采用ET200M替换原S5系统中的ET200U。
纸机配一台工程师站和两台操作员站,复卷配一台移动工程师站。尽量不动原IO接线,减少停机时间。
PLC1主要为网部和压榨部的控制,CPU为CPU414-3PN/DP,主机架+扩展机架+ET200M;
PLC2主要为烘缸和施胶的控制,CPU为CPU414-3PN/DP,主机架+扩展机架+ET200M;
PLC3主要为硬压光和10组烘缸的控制,CPU为CPU414-3PN/DP,主机架+ET200M;
PLC4主要为11组烘缸、软压光和卷曲的控制,CPU为CPU414-3PN/DP,主机架+扩展机架+ET200M(热插拔);
PLC5主要为卷曲和复卷的控制,CPU为CPU414-3PN/DP,主机架;
PLC1、PLC2、PLC3、PLC4的414-3具有以太网通信功能,可以实现各CPU之间的数据交换,PLC1配有1块MODBUS模件,2个通信口,分别实现同DCS和传动的通信,PLC3配有1块MODBUS模件,1个通信口,实现同DCS的通信。
纸机控制系统配置2台操作员站和1台工程师站,便于实时监控和设备维护,PLC和上位机之间通过以太网方式实现通信。
复卷控制系统配置1台操作员站和1台移动工程师站,便于实时监控和设备维护,PLC和上位机之间通过以太网方式实现通信。
白板纸纸机生产线S7系统配置图如下:




















图1 PLC1 PLC2 PLC3 PLC4 S7系统配置图





图2 PLC5 S7系统配置图
5 改造中注意问题
一、本次改造只改造PLC控制系统部分,即只更换PLC部分,原PLC控制柜、电源柜不做更换,大大降低改造成本。
二、S7系统AI、AO、DI、DO模块点数和原S5系统中AI、AO、DI、DO对应模块点数一致,便于改造期间接线,大大降低改在工作量。
三、增加WINCC上位机控制系统,便于系统维护。
6 结束语
通过控制系统S5-S7 PLC的升级改造,优化了用户软件,并增加上位机监控系统,监视和控制纸机设备,并有故障诊断功能,进一步完善了控制系统。该项目经过硬件安装、现场技术服务,对系统I/O测试,功能测试及开机调试,纸机已成功出纸。结果表明,该PLC控制系统的功能满足纸机生产要求。

团1.jpg
团2.jpg

评分

1

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发表于 2014-2-16 11:08:59 | 显示全部楼层
祝贺 S7 PLC控制系统升级成功。
发表于 2014-4-7 11:56:42 | 显示全部楼层
升级毕竟还是便宜啊
发表于 2014-4-18 10:33:52 | 显示全部楼层
珠海天力仪表有限公司过来看看,学习了
发表于 2014-4-19 10:24:17 | 显示全部楼层
为什么回帖一定要审核呢,多麻烦啊,一点都不自由,论坛论坛嘛,不就是自由讨论的嘛
发表于 2014-5-10 08:59:57 | 显示全部楼层
表示看不懂,但是要顶楼主!!!!!
发表于 2014-5-15 11:07:52 | 显示全部楼层
支持一下楼主
发表于 2014-6-28 16:27:49 | 显示全部楼层
不懂,但顶一下
发表于 2014-8-5 22:53:45 | 显示全部楼层
所说改造后于7月16日无期限停机了。现在安排生产一线技术操作工都去挖雨水沟。
发表于 2014-10-18 14:07:29 | 显示全部楼层
造纸业的冬天啊
发表于 2014-10-20 14:41:18 | 显示全部楼层
停机了。。。说明整个技改项目没有贴近市场需求嘛
发表于 2015-12-9 00:17:44 | 显示全部楼层
一般来说领导都喜欢上项目搞改造,要不油水何处有?
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