一、改造原因：
现用控制设备是建厂时原始设备厂家提供的S5系统，设备运行了近十年，逐步进入故障高发期。由于S5产品正逐步退出市场，模块备件供应周期很长，保障性差，某些部件甚至有价无市。为了保证设备满足稳定生产的需要，决定将S5升级到S7。
原S5系统的构成：
控制主机采用的是西门子S5-95U，控制机配有两个机架，I/O配置共有数字输入64点，数字输出80点，其中包含了CPU集成的I/O通道。人机界面为OP393，用于修改CPU的内部参数和工艺数据，实际生产中很少用到。系统所用流量，压力，温度及液位传感器的状态正常。
二、改造方案：
为恢复控制设备的可维护性、兼容性和可扩展能力，消除设备这些方面的不稳定对正常生产的影响和隐患，需要对现有控制系统进行改造升级。
根据目前设备稳定性和可维护性问题主要集中在控制主机PLC上，为尽可能减少升级改造工作对正常生产的影响，原有控制柜改造不进行整体升级替换，而是保留现有低压主回路，控制柜体和端子等部分均予保留，只对PLC部分进行拆除，然后用替代新产品在现场重新安装、配线成柜。PLC的程序也对应由S5状态升级到S7。由于用户方所提供的时间比较紧，故采取局部更换升级的方案：一方面是缩短工期和费用，利用大修有限的停机时间完成改造升级工作，节省时间、降低成本；另一方面原有柜体和低压器件等元器件仍有保留的价值。
PLC:根据设备的工艺及性能要求，PLC采用西门子S7-300系列产品。更新替代产品根据原有技术要求和状态选型，不兼容的部分在设计时通过增加接口来解决。
HMI：混比机的人机界面OP393因工艺上没有保留的必要,故改造升级后不再保留。
用一个开关控制三个照明灯，要求开关闭合时灯亮，开关断开时灯灭。如果在3s之内每闭合一次开关，亮的灯数由1个→2个→3个→2个→1个→0个循环；如果开关断开的时间超过3s，再扳合开关时，重复上述过程。
控制方案设计
1．输入/输出元件及控制功能
输入/输出元件及控制功能
plc软元件 | 元件文字符号 | 元件名称 | 控制功能 | |
输入 | I0.0 | S | 控制开关 | 控制三个照明灯 |
输出 | Q0.0 | EL1 | 照明灯1 | 照明 |
Q0.1 | EL2 | 照明灯2 | ||
Q0.2 | EL3 | 照明灯3 |
2．电路设计
用一个开关控制三个照明灯的接线图和梯形图，如图1所示。
3．控制原理
图1 b中的梯形图构成了一个移位寄存器，在初始状态下，由初始化脉冲将MW0置零后再将M1.0、M1.1、M1.2 置位为1。MW0 的后9 位M0.0～M1.0 移位过程如下表所示。
移位寄存器移位过程说明
M0.0 | M1.7 | M1.6 | M1.5 | M1.4 | M1.3 | M1.2 | M1.1 | M1.0 | 左移位过程 | |||
Q0.2 | Q0.1 | Q0.0 | 输出 | |||||||||
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 初始状态 | 第1次移位 | 0 | 第2次移位 | 1 | 第3次移位 | 第4次移位 | 第5次移位 |
1 | 复位 |
① 开关I0.0 闭合时，执行左移位，将M1.2 的数据1 传送给M1.3，M1.3=Q0.0=1，EL1灯亮。
② 开关I0.0 闭合时，MB1 中的数据左移1 位，M1.3=1，M1.4=1，M1.3=Q0.0=1，M1.4=Q0.1=1，EL1 灯亮，EL2 灯亮。
③ 开关I0.0 闭合时，MB1 中的数据左移1 位，M1.3=1，M1.4=1，M1.5=1，M1.3=Q0.0=1，M1.4=Q0.1=1，M1.5=Q0.2=1，EL1 灯亮，EL2 灯亮，EL3 灯亮。
④ 开关I0.0 闭合时，MB1 中的数据左移1 位，M1.3=0，M1.4=1，M1.5=1，M1.3=Q0.0=0，M1.4=Q0.1=1，M1.5=Q0.2=1， EL2 灯亮，EL3 灯亮。
⑤ 开关I0.0 闭合时，MB1 中的数据左移1 位，M1.3=0，M1.4=0，M1.5=1，M1.3=Q0.0=0，M1.4=Q0.1=0，M1.5=Q0.2=1， EL3 灯亮。
⑥ 开关I0.0 闭合时，MB1 中的数据左移1 位，M1.3=M1.4=M1.5=0，Q0.0=Q0.1=Q0.2=1，灯全灭。M0.0=1，将M1.0、M1.1 、M1.2 置位为1。
在开关I0.0 断开时，不执行移位，移位寄存器中的数据不变，若I0.0 每次断开的时间超过3s，则T37 延时3s 动作，T37 接点闭合，使MW1 中的16 位数据复位为0，再将M1.0、M1.1 、M1.2 置位为1。当开关I0.0 再次闭合时，又从上述初始状态开始，重复循环过程。