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從 SIMATIC S7-300 遷移到 S7-1500

把機器從 S7-300 移到 S7-1500 時實際會改變什麼——硬體、定址、程式碼,以及沒人編列預算的那兩週調機。

作者
Mykola Piatkov
閱讀時間
約 3 分鐘閱讀
發布日期
  • siemens
  • plc
  • migration
  • obsolescence

S7-300 在 2023 年 10 月停產,歷經二十八年。Siemens 的零件供應與維修服務會延續到 2030 年代,剩餘庫存市場又會比這更長久,所以沒有什麼迫使您今年就遷移。但廠內的每一台 S7-300 如今都是一台控制系統有已知終止日期的機器,而遷移在有計畫時的成本,遠低於某個週五 CPU 掛掉的時候。

您實際要更換的是什麼

後繼系列是 S7-1500,在 TIA Portal 而非 STEP 7 Classic 中進行工程。遷移涉及四個部分,依工作量由小到大排列。

CPU。 S7-315 或 S7-317 依記憶體與效能對應到 CPU 1511 / 1513 / 1516。1500 系列在位元運算上大約快一個數量級,所以原本為了塞進舊掃描時間而調校的程式,在新的掃描時間裡會綽綽有餘。

I/O。 這是決定預算的關鍵。ET 200M 分散式 I/O 可透過 PROFIBUS 或 PROFINET 原封不動地沿用到 S7-1500,大部分 ET 200S 也是如此。S7-300 的中央機架(導軌上的 SM 321/322/331/332 模組)則不行:S7-1500 使用 ET 200MP 模組,導軌不同、背板也不同。如果您的機器是中央配線,您就得重新配線機櫃或加裝轉接導軌,而這才是真正的成本所在。

網路。 S7-1500 透過 CM 模組支援 MPI 與 PROFIBUS DP,所以 PROFIBUS 上的變頻器與遠端 I/O 不必在第一天就搬移。PROFINET 則是原生支援。在可能的情況下,把現場匯流排規劃為與 CPU 更換分開的一個步驟。

人機介面(HMI)。 Comfort 與 Basic 面板可隨專案移植;經典的 OP/TP 170 與 270 面板不行,而 1500 遷移通常也是它們被一併更換的時機。

程式碼

TIA Portal 附有遷移工具,可將 S7-300 的 STEP 7 專案轉換為 TIA 專案。它在結構上做得不錯,在其他方面則好壞不一。請預期要處理:

  • 絕對定址。 S7-300 的程式碼充滿 MW、DB10.DBW4 與直接 I/O 定址。S7-1500 預設使用最佳化資料區塊,採符號存取且沒有固定偏移量。最佳化區塊更快也更安全;轉換它們意味著每一個 AT 結構、每一個對 DB 的 BLKMOV 以及每一個指標都需要重新檢視。您可以先讓區塊保持非最佳化以更快上線,再選擇性地轉換。
  • 間接定址與指標。 ANY 指標與跨區域指標在 S7-1500 上受到限制。替代方案(VARIANT、Slice 存取、REF/DEREF)更乾淨,但不是文字上的直接替換。
  • 計時器與計數器。 S5 計時器(S_ODT 及其同類)有模擬支援,但應改為 IEC 計時器;保持性行為不同。
  • 系統函式。 許多 SFC/SFB 呼叫的編號與簽章都變了。遷移工具會標示它們;但不一定會修正。
  • 資料型別。 S7-1500 對 STEP 7 默默接受的隱含轉換十分嚴格。大多數第一次編譯的錯誤都是這個。

把程式碼轉換的預算估為大約四分之一的工作量,I/O 與調機則是其餘部分。

在此期間讓舊機器繼續運轉

在遷移排定之前,把 S7-300 當作一台備品齊全的機器來對待:

  1. 持有一台訂購編號完全相同的備用 CPU,若程式依賴韌體版本,韌體也要相同。
  2. 持有承載最多通道的兩三個訊號模組;SM 321/322 的故障比 CPU 故障更常見。
  3. 按時更換備份電池。電池耗盡且沒有記憶卡的 CPU 31x 會在斷電時失去程式。
  4. 保留一份已封存、可還原的 STEP 7 專案副本——並確認您真的能打開它。在您仍擁有的任何一台電腦上都打不開的專案,是任何遷移中最昂貴的部分。

剩餘庫存與整新的 S7-300 今天貨源充足、價格合理。這正是購買備品的窗口,而不是等到所有人同時決定遷移之後。

實際可行的順序

對一條典型產線而言,造成最少停機的順序是:盤點 I/O 並決定中央式或分散式;離線對模擬 CPU 轉換並編譯專案;在舊機櫃旁預先組裝新機櫃或導軌;在計畫停機期間更換並調機;把舊的 CPU 與 I/O 留在架上一個生產週期,再出售或報廢。

對一台有幾百個 I/O 點的單一機器而言,兩週調機是正常的數字。任何承諾兩天的人,都還沒找到藏在 2004 年某個 FC 裡的類比縮放。

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