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从 SIMATIC S7-300 迁移到 S7-1500

把一台机器从 S7-300 迁到 S7-1500 时究竟会发生什么变化——硬件、寻址、代码,以及没人列入预算的那两周调试。

作者
Mykola Piatkov
阅读时间
约 3 分钟阅读
发布日期
  • siemens
  • plc
  • migration
  • obsolescence

S7-300 在生产了二十八年之后于 2023 年 10 月停产。Siemens 会把备件和维修服务延续到 2030 年代,而剩余库存市场会比这更持久,所以没有什么迫使您今年迁移。但工厂里的每一台 S7-300 现在都是一台控制系统有已知终止日期的机器,而迁移在有计划时要比 CPU 在某个周五坏掉时便宜得多。

您实际在替换什么

后继系列是 S7-1500,在 TIA Portal 而非 STEP 7 Classic 中组态。迁移涉及四件事,按工作量递增排列。

CPU。 S7-315 或 S7-317 根据内存和性能对应到 CPU 1511 / 1513 / 1516。1500 系列在位操作上大约快一个数量级,所以一个曾为适应旧扫描周期而调优的程序,在新的扫描周期里会绰绰有余。

I/O。 这是决定预算的选择。ET 200M 分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 或 PROFINET 原封不动地沿用到 S7-1500,大多数 ET 200S 也是如此。S7-300 的中央机架(导轨上的 SM 321/322/331/332 模块)则不能:S7-1500 使用 ET 200MP 模块,导轨不同,背板也不同。如果您的机器是中央接线的,您就得重新给柜子接线或者加装转接导轨,而这才是真正的成本。

网络。 S7-1500 通过 CM 模块支持 MPI 和 PROFIBUS DP,所以 PROFIBUS 上的变频器和远程 I/O 不必在第一天就搬走。PROFINET 是原生支持。尽可能把现场总线作为与 CPU 更换分开的一步来规划。

人机界面。 Comfort 和 Basic 面板随项目一起移植;经典的 OP/TP 170 和 270 面板则不行,而 1500 迁移通常也正是它们被换掉的时候。

代码

TIA Portal 附带一个迁移工具,可把 S7-300 的 STEP 7 项目转换为 TIA 项目。它在结构上做得不错,在其他方面则参差不齐。预计要处理的有:

  • 绝对寻址。 S7-300 代码里到处是 MW、DB10.DBW4 和直接 I/O 寻址。S7-1500 默认使用带符号访问、无固定偏移的优化数据块。优化块更快也更安全;转换它们意味着每一个 AT 结构、每一个跨 DB 的 BLKMOV、每一个指针都要重新审视。您可以先让块保持非优化以尽快运行起来,然后有选择地转换。
  • 间接寻址和指针。 ANY 指针和跨区域指针在 S7-1500 上受到限制。替代方案(VARIANT、Slice 访问、REF/DEREF)更干净,但不是文本替换。
  • 定时器和计数器。 S5 定时器(S_ODT 及其同类)被仿真,但应替换为 IEC 定时器;保持性行为不同。
  • 系统函数。 许多 SFC/SFB 调用的编号和签名都变了。迁移工具会标记它们;但并不总是修复它们。
  • 数据类型。 S7-1500 对 STEP 7 曾默默接受的隐式转换很严格。首次编译的大多数错误都是这个。

把代码转换按大约四分之一的工作量预算,I/O 和调试占其余部分。

在此期间让旧机器活下去

在迁移排上日程之前,把 S7-300 当作一台靠库存备件维持的机器来对待:

  1. 备一台订货号完全一致的备用 CPU,如果程序依赖固件,固件也要一致。
  2. 备两三个通道数最多的信号模块;SM 321/322 的故障比 CPU 故障更常见。
  3. 按计划更换后备电池。一台电池耗尽且没有存储卡的 CPU 31x 会在断电时丢失程序。
  4. 保留一份已归档、可恢复的 STEP 7 项目副本——并检查您确实能打开它。一个在您仍拥有的任何机器上都打不开的项目,是任何迁移中最昂贵的部分。

如今剩余库存和翻新的 S7-300 货源充足,价格合理。这正是购买备件的窗口期,而不是等到所有人都决定同时迁移之后。

一个现实的顺序

对一条典型产线来说,造成停机最少的顺序是:盘点 I/O 并决定中央式还是分布式;针对仿真 CPU 离线转换并编译项目;在旧柜子旁边预先搭好新柜子或新导轨;在计划停机期间更换并调试;把旧 CPU 和 I/O 在货架上留一个生产周期,再出售或报废。

对于一台有几百个 I/O 点的单台机器,两周调试是正常的数字。凡是承诺两天的人,都还没有找到藏在 2004 年某个 FC 里的模拟量标定。

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