【最佳实践】仅一个周末，老旧PLC系统升级为现代PLC控制系统

作者 | George Bruce

一家系统集成商仅利用一个周末的时间，就将一个有几十年历史的过时系统升级为最新的高速系统。

一家系统集成商与泡菜厂签订了更新和更换其过时硬件的合同。工程师们意识到，如果该厂的一个集中式PLC-5（负责控制50%以上泡菜生产的5个系统）出现故障，那么他们将关闭整个工厂来识别和修复问题，从而导致公司在生产高峰期损失宝贵的时间和收入。为了升级和分离设备，需要迁移由中央可编程逻辑控制器（PLC）控制的五个系统，并将所有通信转换为以太网通信。

01

三个已识别的挑战

由于在开始升级时需要考虑诸多障碍，因此需要仔细规划，以确保该项目能够在不中断生产或延长截止日期的情况下完成。

首先，该团队需要确定30年来零散实施的、未记录的升级，这些升级目前正在维持系统的运行。

其次，了解到该工厂只使用新鲜农产品，在某些时候的生产能力接近110%。这意味着升级必须在周末完成，并在周一早上生产开始之前进行测试，这要求系统集成商的团队迅速调整，缓解可能出现的任何潜在问题。

最后，工厂本身位于美国密歇根州，一些需要升级的面板在户外。如果在冬季关停，它可能会损坏负责将数百加仑水和泡菜从寒冷条件下输送到工厂的泵。在寒冷的天气和生产增加之间有一个小窗口，以执行、测试来确保现代化系统的运行。在这一点上，与现场进行明确沟通和设定现实的期望至关重要。

02

五个系统的迁移

与现场运营团队的坦诚沟通非常重要，这样就更容易直接识别需要审核的五个系统并记录现有设置。这使团队能够在非常短的工期内，为所需的安装制定最佳解决方案。

决定先解决最大系统的转换问题。它由一个具有17插槽的PLC-5机架和12个硬接线驱动器组成，混合了120 V数字输入/输出（I/O）和模拟输入。所有这些都通过以太网连接转换。然后使用NAT模块将PLC连接到网络。这使新以太网控制系统保持隔离，同时使控制器仍能与网络通信。

▲图1：第一个系统由具有17个插槽的PLC-5机架和12个硬接线驱动器组成，再加上120 V数字输入/输出（I/O）和模拟输入。升级前后对比图。

虽然硬件安装很简单，事实也证明编程更具挑战性。由于最初的PLC-5必须保持运行，因此一旦新控制器上线，必须禁用独立于新系统的旧PLC-5的代码。PLC之间的许多消息必须进行映射和测试，包括一些与其它控制器的消息。然后对所有I/O进行重新映射，并对尽可能多的过程功能进行测试和确认。

虽然系统2和系统3较小，但它们的复杂性也不亚于系统1。与原始PLC-5的通信仍然需要设置和测试，而PLC-5和每个新控制器之间的消息也必须进行配置。然后禁用旧PLC的控制，以便可以测试新的PLC。此时，就可以删除系统1原始PLC-5中禁用的逻辑，因为新系统已经运行了几个星期，没有出现任何问题，工作人员对控制器已经建立了信心。

▲图2：与原始PLC-5的通信仍然需要设置和测试，而PLC-5和每个新控制器之间的消息必须进行配置。

系统4和5的转换类似于系统1。PLC-5 I/O机架使用硬接线驱动器，两者都转换为以太网驱动器。与系统1一样，NAT模块用于将系统保持在工厂网络上，但保持隔离。与前三个系统一样，重复了相同的切换方法，当系统4和5上线时，原始PLC中的逻辑被禁用。

▲图3：系统4和5的转换类似于系统1。与系统1一样，NAT模块用于将系统保持在工厂网络上，但保持隔离。

配置了原始PLC-5和新控制器之间的消息传递，以及与其它几个控制器的通信。此时删除了系统2和系统3原始控制器中已经被禁用的逻辑。然后，该团队能够远程删除系统4和系统5中被禁用的逻辑。

03

尽可能减少潜在错误

与任何需要快速完成的大型安装一样，排除故障的需求也会增加。由于要在一个周末内将几十年前的陈旧系统升级为当前的高速系统，因此需要进行更多的测试和校准，而不是像以往那样进行简单的渐进式升级。

得知客户希望在周一早上，一进入工厂就能100%恢复生产，项目团队必须通过切实有效的沟通，确保生产各个阶段的功能必要性以帮助用户来管理这些期望。结论是，生产需要从50%开始回复，然后逐渐增加到100%。这将就更容易关停，以解决在全面生产之前可能出现的任何潜在错误或问题。

该团队清晰的沟通和管理客户期望的能力，加上系统集成商技术人员的专业工作，为一个具有未来工作潜力的多年项目打开了希望之门。

关键概念：

■ 要确保在不影响生产截止日期的情况下完 成 对 过 时 硬 件 的PLC 升级，需要进行周密的规划。

■ 与现场运营团队的坦诚沟通可以更容易地识别需要审核的系统，并记录现有的设置。

思考一下：

如何更有效地对现有控制系统进行快速检修和升级？

PLC程序移植方法

PLC（可编程逻辑控制器）程序的移植是一个涉及多个步骤的过程，具体方法会根据PLC的品牌、型号以及编程软件的差异而有所不同。以下是一个通用的PLC程序移植方法概述：

一、前期准备

了解现有PLC和新PLC的规格：

详细了解现有PLC和新PLC的型号、规格、输入输出点数、内存容量、通信接口等关键信息。

确保新PLC能够满足现有程序的需求。

确定需要迁移的程序范围：

确定需要迁移的程序范围，包括主程序、子程序、数据块、宏等。

评估是否需要迁移配置文件、网络设置等其他相关内容。

选择合适的编程软件和工具：

根据现有PLC和新PLC的品牌和型号，选择合适的编程软件和工具。

二、程序备份与读取

备份现有PLC程序：

使用编程软件的备份功能，对现有PLC的程序和数据进行完整备份。

确保备份文件完整、可靠，以便在迁移过程中出现问题时可以恢复。

读取现有PLC程序：

使用编程软件连接到现有PLC，读取其程序和数据。

三、程序分析与转换

分析现有程序：

对读取的程序进行分析，了解其结构、逻辑和功能。

识别程序中可能存在的特定于旧PLC的指令或功能块，并评估它们在新PLC上的可替代性。

修改程序以适应新PLC：

修改程序中的硬件地址，以适应新PLC的输入输出点数和布局。

调整程序中的内存分配，以适应新PLC的内存容量。

修改程序中的通信设置，以适应新PLC的通信接口和协议。

如果需要，优化程序逻辑以提高新PLC的性能和可靠性。

四、下载与调试

在新PLC上下载转换后的程序：

使用编程软件将转换后的程序下载到新PLC中。

调试新PLC程序：

使用编程软件的调试功能对新PLC上的程序进行调试。

设置断点、单步执行、监视变量等以验证程序逻辑是否正确。

确保程序中的输入/输出地址与实际设备匹配，且通信设置正确。

根据调试结果对程序进行优化和调整。

五、系统集成与测试

系统集成：

将新PLC与原有的设备和系统进行连接，确保它们之间的通信和数据交换正常。

系统测试：

测试整个系统的运行情况，包括新PLC的控制效果、与其他设备的协同工作等。

根据测试结果对系统进行优化和调整，以确保其稳定运行并满足生产需求。

六、培训与文档编写

人员培训：

对操作人员和维护人员进行新PLC的操作方式、程序结构、故障诊断和排除等方面的培训。

文档编写：

编写新PLC的使用和维护文档，包括程序说明、设备连接图、故障处理指南等。

这有助于提高新PLC的使用效果和维护效率。

如果您需要PLC控制器，可以私信评论找我。

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