Chuyển đổi từ SIMATIC S5 sang S7 pot

Chuyển đổi từ SIMATIC
S5 sang S7

Rất nhiều nhà máy hiện nay có thời gian hoạt động vượt xa
vòng đời của các hệ thống tự động hóa. Tại một vài nơi, câu
hỏi đặt ra là tối ưu hóa thời gian và một quy trình chính xác
để chuyển đổi hệ thống sang công nghệ tự động hóa hiện tại.
Bài báo này hỗ trợ cho việc quyết định và đưa ra các lợi ích
mà việc chuyển đổi hệ thống có thể mang lại, thậm chí cả khi
nhà máy đang hoạt động gần như tối ưu cùng với công nghệ
hiện đại.

Các luận cứ cho việc chuyển đổi
Quá trình hiện đại hóa một nhà máy đang hoạt động luôn
luôn đi cùng với các chi phí và rủi ro, và cần phải được
chứng minh bằng các giá trị gia tăng mang lại bởi một giải
pháp mới. Giá trị gia tăng này có thể được tạo ra từ việc tăng
công suất sản xuất hay chất lượng, hoặc giảm các chi phí sản
xuất và bảo trì. Chi phí bảo trì gia tăng hàng năm, đặc biệt
nếu các chi phí bảo trì mang tính chất „hiệu chỉnh, sửa chữa“
tăng cao, thì chắc chắn việc “cách tân“ là cần thiết và đáng
được thực hiện.
Các lợi ích khác cũng có thể là các nhân tố quyết định
Bên cạnh các chỉ số có thể nhận ra ngay như năng suất, hiệu
suất và sự sẵn sàng của hệ thống, một hệ thống tự động hóa
như dòng sản phẩm các bộ điều khiển khả trình - PLC -
SIMATIC S7 của Siemens còn cung cấp hàng loạt các lợi ích
về kỹ thuật và kinh tế, bao gồm việc tương thích với các tiêu
chuẩn sản xuất mới được áp dụng trên toàn cầu cũng như khả

năng tiếp cận các chức năng tích hợp ngày càng rộng lớn so
với hệ điều khiển Simatic S5. Hệ thống tự động hóa tiên tiến
và tích hợp duy nhất, như hệ thống của Siemens trong dải
pháp “Tự động hóa tích hợp toàn diện” mang lại các chức
năng đặc biệt hỗ trợ cho việc bảo trì, theo vết và truy nguyên
(Tracking and Tracing), lưu trữ toàn bộ dữ liệu sản xuất và
các chức năng giám sát chung. Mặt khác, các chức năng công
nghệ cũng sẵn sàng cho các ứng dụng điều khiển vị trí phức
tạp. Thiết kế module nhỏ của dòng SIMATIC S7 cũng làm
tăng an toàn đầu tư cho tương lai khi mà các I/O module, các
module chức năng và các môđun truyền thông có thể được
cách tân bất kỳ lúc nào nhờ có khả năng tích hợp cao.
Đối với các nhà máy lớn hơn, khả năng kết nối đơn giản vào
hệ thống điều hành sản xuất - MES (Manufacturing
Execution System) hay hệ thống hoạch định nguồn lực doanh
nghiệp - ERP (Enterprise Resource Planning) như SAP
(thông qua cổng giao diện tích hợp) sẽ đem lại thêm những
bước tối ưu hóa quá trình sản xuất.

Hình 1. Bộ chuyển đổi cáp tiết kiệm thời gian và chi
phí cho việc đấu nối tín hiệu vào I/O module trong
quá trình chuyển đổi hệ thống từ Simatic S5 sang
S7. Với chức năng như một bộ chuyển từ các bộ đấu
nối tín hiệu của S5 sang S7. Việc này giảm thiểu lỗi,
và trong trường hợp có sự cố thì hệ thống dễ dàng
được chuyển về hệ thống cũ
Các phương án hiện đại hóa
Tùy thuộc vào qui mô của từng nhà máy chúng ta có 3 quy
trình cơ bản để hiện đại hóa hệ thống: Hệ thống có thể được
mở rộng bằng cách đưa thêm các công nghệ mới nhất, hoặc

nhà máy hiện hữu có thể được nâng cấp từng bước, hoặc toàn
bộ công nghệ tự động hiện có có thể được hiện đại hóa hoàn
toàn.
Siemens cung cấp các sản phẩm cho các công đoạn này, như
chuyển đổi một phần hay toàn hệ thống, và rủi ro liên quan
được giảm tới mức tối đa. Tự động hóa tích hợp toàn diện có
thể được triển khai theo cách này, từng bước một.
Tiếp theo đây chúng tôi sẽ giới thiệu một số sản phẩm và các
lựa chọn giúp nhà máy của bạn chuyển đổi từ bộ điều khiển
Simatic S5 sang S7 một cách trôi chảy. Do thời gian cho
phép thực hiện chuyển đổi hệ thống luôn bị hạn chế, phương
án quay trở về hệ thống cũ một cách nhanh chóng nhất có thể
cần được nghiên cứu và lên kế hoạch cụ thể khi thực hiện
cách tân hệ thống Simatic.
Giảm rủi ro và chi phí trong việc
đấu nối
Đấu nối lại toàn bộ các I/O module
là một công việc cự kỳ tốn thời gian
và chi phí. Vì vậy chúng tôi cung cấp
các bộ chuyển đổi đấu nối cáp cho
S7-300 I/O và S7-400 I/O. Bộ
chuyển đổi này có chức năng như bộ
chuyển đổi tín hiệu giữa các thiết bị
đầu nối S5 và module S7 I/O.
Lựa chọn sử dụng lại toàn bộ các đầu
nối hiện hữu không chỉ tiết kiệm chi
phí và thời gian, mà còn đóng góp
vào việc giảm thiểu lỗi có thể xảy ra. Trong trường hợp có sự
cố thì bạn rất dễ dàng chuyển trở về hệ thống cũ.
Chuyển đổi chương trình một cách đơn giản

Phần mềm Step 7 dùng để cấu hình và lập trình cho các bộ
điều khiển S7 và phần mềm cấu hình cho các bảng điều khiển

Hình 2. Module
giao tiếp IM463-
2 dùng để kết các
trạm mở rộng S5
vào bộ điều khiển
trung tâm S7-400
và giám sát WinCC flexible đều có công chụ chuyển đổi nên
việc chuyển đổi chương trình trở nên thuận tiện hơn. Một
công cụ của Step 7 là "S5 Database Converter" (Chuyển đổi
cơ sở dữ liệu S5) dùng để chuyển đổi các file S5 sang dạng
chương trình ngôn ngữ STL trên Step 7.
Chương trình/dự án hiện hữu trên ProTool trên các hệ thống
chạy trên nên Windows có thể dễ dàng chuyển đổi sang
chương trình/dự án của WinCC flexible nhờ sự trợ giúp của
“Migration Wizard”.
Tích hợp hệ thống tự động hóa hiện hữu vào hệ thống truyền
thông mạng trường
Trước khi hệ mạng trường được thiết lập, các I/O phân tán
của Simatic S5 được điều khiển thông qua các thiết bị mở
rộng kết nối với bộ điều khiển trung tâm. Toàn bộ mạng lưới
được xây dựng theo cách này bao gồm 01 bộ điều khiển
trung tâm và một vài trạm mở rộng. Chuyển đổi dạng mạng
này yêu cầu chi phí cao, khi mà các trạm mở rộng này đều
phải thay thế hoàn toàn cũng như trạm điều khiển trung tâm.
Simatic S7 đưa ra một khả năng có thể tiếp tục sử dụng các
các trạm I/Omở rộng và kết nối vào bộ điều khiển mới S7-
400 bằng cách sử dụng module giao tiếp IM463-2 (Hình 2)

và không cần các trạm giao tiếp Profibus-DP slave. Toàn bộ
các trạm mở rộng của Simatic S5 (AG115U và
AG135/155U) đều có thể
nối vào module giao tiếp
này.
Tối ưu hóa truyền thông
công nghiệp
Với việc sử dụng các bộ
chuyển đổi, các mạng cáp
đồng trục (như Sinec H1)
có thể nối vào hệ thống
mạng đang sử dụng phổ
biến như Industrial Ethernet/Profinet. Simatic Net, dòng sản
phẩm công nghệ truyền thông công nghiệp của Siemens,

Hình 2. Module giao tiếp
IM463-2 dùng để kết các
trạm mở rộng S5 vào bộ
điều khiển trung tâm S7-400
cung cấp các bộ chuyển đổi thuộc họ Scalance phục vụ cho
mục đích này.
Bộ chuyển đổi Scalance X101-1AUI hoặc Scalance X101-
1FL được sử dụng để kết nối tới các mạng cáp đồng và cáp
quang. (Hình 3). Các dịch vụ truyền thông và các chuẩn giao
tiếp (protocol) đều được hỗ trợ bằng các module xử lý truyền
thông (CP) của dòng Simatic S7, và bằng cả các cổng giao
tiếp Ethernet tích hợp trên các CPU S7. Các dịch vụ ISO và
TCP/IP dựa trên Layer 4 (Transport layer) hỗ trợ cho các
chuẩn truyền thông Ethernet, và các giao thức Profibus-FMS,
FDL và DP được hỗ trợ để có thể kết nối Profibus.