【话题】C200系统升级西门子400系统(20131017)

系统改造背景
      原长兴电子公司调胶图控DCS系统采用的是霍尼韦尔公司的C200控制器，系统建成时间比较久，备品备件目前已经很难订购，即使订购也需要相对较长的时间，系统的备件仅能使用台湾公司拆机的模块进行保障(有时会遇到硬件版本不匹配的情况)，且进行原控制系统已经不能满足目前的生产工艺的要求。该DCS控制系统是公司整个生产过程控制系统的最前端，同时也是整个工厂控制系统的核心单元，如果发生宕机事故，整个工厂将全部停产，造成的损失将无法进行估量。

      鉴于此控制系统目前存在的多种风险，公司领导决定对此DCS系统进行彻底的升级改造，因我公司已经在该公司成功实施多套DCS系统新生产线的工程，后来经过与该生产单位技术部门多次技术交流，论证此系统的改造实施方案，改造进度，最后确定整个改造计划与2013年5月开始，2013年10.6日新系统正式投入生产，为不影响工厂的生产，正式进场施工为2013.9.30～2013.10.5日。前期时间均为改造前期准备工作。

为保障整个DCS系统顺利改造升级，我们制定了详细的项目进度计划，项目实施过程当中与制定计划发生偏离，马上进行纠错重新制定进度，以确保能够在用户要求的日期开始正常的生产计划。

上图为项目整体改造进度计划

上图为制定的改造进度，为保证现场尽可能少的修改程序，我们要求用户单位相关负责人在DCS控制柜抵达现场之前对系统进行FDS测试，程序测试，I/O测试等工作，把现场的工作减少到最低程度。

上图为现场安装调试改造计划

程序主要完成功能
此DCS系统主要完成不同胶液的配方配置，涂胶程序控制等主要功能，系统控制的主要对象包括一下对象设备：热水罐、溶剂罐、树脂罐、调胶罐、冷却罐、静止罐、平衡罐等。
FDS流程
在DCS程序正式书写之前，用户跟我们进行了详细的工艺流程描述，最后我们将工艺流程编辑成流程图最后进行确认，然后开始整个DCS系统的开发。FDS就是我们程序的作业指导书，程序员必须严格按照此流程进行程序设计。

现场安装调试
按照原项目进度计划，9.30日用户整个工厂全部停产，施工单位进入现场对原系统控制柜开始拆除，在拆除原控制柜之前我们对老的DCS系统柜线路已经进行的全部的检查，并一一记录（主要是为了防止用户可能对原控制柜进行了电气部分的修改，而修改的图纸并没有在图纸上进行标注），防止在新控制柜重新接线工作出现线路上的错误。
拆除过程对系统的线路进行分类，DI组，DO组，AI组，AO组，这样在重新接线过程就减少了寻找信号线的工作量，加快了现场接线工作，为后面DCS系统I/O测试争取了更多的时间。

已经为用户服役多年的C200系统正式退役，接替C200工作的是西门子400H系统，多年前的C200系统也曾经是DCS系统的领跑者，拍照纪念下。

原霍尼韦尔DCS控制柜



原霍尼韦尔DCS上位机

新DCS系统安装
原控制柜彻底拆除后，开始紧张的重新接线工作，这密密麻麻的信号电缆起初看着很是着急，什么时候才能重新接入新的控制柜呢，在大家的齐心努力之下，现场信号线的接入工作比之前提前了半天，给后面的工作减少了不少压力。



接线完毕后再次对线路进行确认，开始点动测试，阀门、电机，开关，温度，重量，压力……在所有外部点都经过I/O测试后，系统按照原定计划开始生产，因为在DCS系统出厂之前用户已经对新的系统进行了为期一周时间的模拟测试，因此操作起来没有什么不太合适的地方，系统按照原制定计划顺利投产。

新DCS系统400H
根据用户需求我们选择了2套412-5H系列的CPU冗余分别为不同的生产线进行服务，I/O模块通过ET200DP冗余网络接入CPU。两套冗余的PLC与两台冗余的上位机通过工业以太网进行连接。

系统网络拓扑图
上位机采用双网卡，分别接入不同的控制柜的交换机，每套400H中的以太网模块也分别接入不同的交换机，，两部不同控制柜的交换机分别接入核心交换机，现场操作计算机通过光纤接入核心交换机。

改造成果
经过现场紧张的工作，起初满地信号电缆都已经被归整入柜，目前新的DCS系统已经顺利投产运行，对比之前的系统，新的系统增加了许多用户的新需求，同时系统运行速度也提高了很多。

新系统已经全部安装完毕全景图

以上两张图片为新的上位机界面

新的系统比之前系统操作更为直观，更为符合操作人员的操作习惯，原本需要在多画面多次操作的流程在新系统中的一个画面就可以完成，操作人员省去了多次切换画面的操作，新的DCS界面对整个生产状态更能全面的展示出来。
原DCS系统网络控制器通过细缆与上位机进行通讯，因已使用多年原细缆BNC接口的T头已出现氧化现象，现场通讯故障现场偶发，同时工业环境的现场又存在一定的干扰信号远程操作站也会偶发与无法与上位机服务器无法通讯的故障。
为彻底解决这些现场信号对网络的干扰，新系统的中的远程操作站与服务器通讯全部通过光纤进行通讯，控制室内的计算机系统全部使用6类屏蔽双绞线进行网络连接。


新的DCS系统CPU主控柜

400H冗余CPU故障检测，程序备份全部由系统自动通过光纤完成，故障切换时间小于100ms。总线控制器故障后备CPU可接管全部控制功能，对用户没有任何影响。

新DCS系统远程控制柜

新DCS柜端子接线

经验总结
本次项目改造有以下特点：
现场工作量大、工期短、现场环境复杂，厂方规定必须在规定的时间进行生产。
种种的压力使得集成商和厂家必须相互紧密配合，为新的DCS系统按期投产共同努力。甲乙双方针对本项目都派出了项目经理以协调解决项目实施过程当中各自遇到的问题，前期充分技术交流以及项目实施过程中厂方积极的模拟测试为项目成功做了良好的铺垫.