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Migrazioni di sistemi Siemens da SIMATIC S5 a SIMATIC S7 Quadri di automazione (PLC) e potenza, Migrazione SIMATIC S5 -> S7, HMI
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Indubbiamente, l'ultimo trentennio, ha visto la progressiva affermazione della serie di controllori programmabili Simatic Migrazione da Simatic S5 a S7: Controllori programmabili Siemens Simatic S5S5, come una delle soluzioni di automazione tra le più adoperate, rivelatasi tra le più affidabili, longeve e con una elevata diffusione, ad ulteriore conferma, che anche all'epoca, Siemens, deteneva più che significative quote di questo mercato. La tecnologia comunque, continua ad evolvere, favorita anche dall'introduzione delle più recenti innovazioni tecnologiche e circuitali, dalla disponibilità di microprocessori sempre più prestazionali e veloci, e dalla aumentata affidabilità del resto della componentistica elettronica, ragion per cui, comprensibilmente, non è possibile garantire la sopravvivenza di una famiglia di prodotto caratterizzata da architettura, concezione e prestazioni ormai superate.

In tale ambito, pur considerando il notevole successo ottenuto (ed è proprio per questa ragione che il costruttore ha garantito una più che ragionevole longevità della serie Migrazione da Simatic S5 a S7: Controllori programmabili Siemens Simatic S7Simatic S5), Siemens ha già da tempo introdotto (1994) una nuova serie di controllori programmabili, denominata Simatic S7, che nelle intenzioni, deve appunto sostituire, progres- sivamente, la ormai datata serie Simatic S5.  D'altro canto, ovviamente, l'adozione della tecnologia sot- tintesa dalla più recente serie Simatic S7, non solo garantirà l'utilizzo di prodotti realizzati secondo i più recenti standard produttivi (ad esempio, più rispet- tosi per l'ambiente), ma anche una più ampia gamma di funzionalità, una più semplice integrazione dell'area produttiva controllata (nell'ambito dell'automazione di fabbrica in cui si troverà ad operare), una maggiore flessibilità circa i moduli di I/O e di comunicazione disponibili, nonché di nuove possibilità di visualizzazione ed archiviazione.

Di contro, continuare ad utilizzare prodotti relativi alla serie Simatic S5, sottintende quantomeno le seguenti problematiche: 
Migrazione da Simatic S5 a S7
 - ampliamenti e modifiche limitate, per ridotta disponibilità di programmatori esperti;
 - affidabilità progressivamente ridotta, per componentistica con molte ore lavoro;
 - prestazioni ridotte e non migliorabili,  perchè legate a tecnologia obsoleta;
 - possibili prolungati fermi produttivi per difficoltoso recupero di ricambi;
 - budget per le spese di manutenzione in progressivo continuo aumento.

Al contesto descritto, va aggiunto che Siemens ha interrotto la produzione della serie Simatic S5 negli anni tra il 2003 e il 2005 (vedasi grafico sottostante), e che le relative parti di ricambio saranno disponibili fino al 2015, dopodiché, la serie Simatic S5 dovrà essere considerata come definitivamente obsoleta.
Migrazione da Simatic S5 a S7
 migrazione da Simatic S5 a S7: piano dismissione Simatic S5 

Inoltre, è altresì necessario prendere in debita considerazione la tipica aspettativa diMigrazione da Simatic S5 a S7: aspettativa di guasto vita di un qualsiasi dispositivo elettronico, o forse, in modo più efficace, valutare le possibilità di guasto che realisticamente posso- no verificarsi, contestualmente al progressivo invecchiamento del dispositivo stesso: maggiore è la sua età, maggiore risulterà, com- prensibilmente, la possibile inci- denza percentuale  di guasto con- seguente.  La figura sovrastante, riporta un tipico esempio di tale trend operativo. 

Per via degli scenari descritti, probabilmente converrà prendere in considerazione la possibilità rinnovare completamente l'unità produttiva o la macchina, inclusiva della sua sezione di controllo e di automazione, oppure, nel caso le condizioni generali della stessa siano ancora piuttosto buone, limitarsi al rinnovamento della sua sezione di automazione (meglio se comprensiva della relativa elettromeccanica complementare, inclusiva di azionamenti, specialmente quando anch'essa risulti particolarmente datata, etc.), onde sottrarsi alle suddette problematiche, prendendo quindi in seria considerazione una possibile migrazione del sistema di controllo, dai precedenti sistemi della serie Simatic S5 alla nuova serie Simatic S7.

Va precisato che la nuova serie Simatic S7 non è in alcun modo compatibile con la precedente serie Simatic S5, né in termini di hardware, né in termini di software. Inoltre, seppur il software di programmazione Step 7 preveda una sorta di "macro" atta a permettere la conversione da Step 5, nella quasi totalità della occasioni, questa conversione va comunque rivista, modificata ed ottimizzata manualmente, sia perché il nuovo software Step 7 è strutturalmente diverso nelle sue funzionalità (ad esempio cambia la tipologia dei blocchi disponibili, sono stati rimossi diversi blocchi organizzativi OB integrati e le loro funzionalità sono ora accessibili direttamente, è cambiata la massima lunghezza di un blocco, così come il numero di segmenti e di istruzioni per segmento, etc.), sia perché eventuali funzionalità preesistenti di tipo HMI (pannelli operatore OP), di comunicazione con supervisori, o particolari (quali ad esempio un modulo tecnologico per controllo di posizionamenti), sarebbero ora realizzati con schede completamente diverse, caratterizzate da differenti modalità di impostazione e di fruibilità (es. diverso protocollo di comunicazione), che necessariamente, devono essere riformulate nel nuovo software, rivisitato e adattato ai canoni previsti dallo standard  Step 7.

Ulteriori e più dettagliate informazioni possono essere ottenute consultando la brochure Siemens, che può essere downloadata qui: migrazione-simatic-s5-s7.pdf.

La migrazione da Simatic S5 a S7, non è quindi un'operazione priva di difficoltà anche perché, per via del lungo periodo temporale in cui sono state realizzate installazioni basate sull'impiego di questa serie di controllori, è necessario prendere in debita considerazione aspetti quali i seguenti:
Migrazione da Simatic S5 a S7
 - indisponibilità del tecnologo della macchina o del processo automatizzato;
 - spesso il software a suo tempo sviluppato, è privo di documentazione o stampe;
 - 
sovente il software risiede nella ram della CPU, ritenuta solo dalla batteria;
 - il PLC Simatic S5 è correntemente in linea e sta operando in sede produttiva;

Non ultimo, per via della indiscussa longevità di questa serie, è necessario tenere in debito conto che molte delle installazioni realizzate, sono decisamente anteriori alle più Migrazione da Simatic S5 a S7: direttiva macchinerecenti normative riconducibili alla sicurezza sul lavoro (es. direttiva macchine 2006/42/CE), e pertanto, di fatto, queste non risultano più conformi alla vigente legislazione. Anche per queste ragioni (che a volte possono persino prevalere rispetto alla sola necessità di migrazione dalla vecchia serie Simatic S5 alla nuova serie S7),  diviene decisamente improrogabile il procedere con il rinnovo integrale, o perlomeno della parte automazione e controllo, onde incorporare le nuove protezioni aggiuntive e la nuova gestione dei livelli di emergenza e di blocco della macchina, sottintese appunto da queste normative. In tal senso, un ente terzo nominato dal Committente, grazie al quale redigere una prima relazione circaMigrazione da Simatic S5 a S7: conversione da Step5 a Step7 la valutazione dei rischi, comprensiva di tutte le contromisure e degli accorgimenti richiesti per il "ripristino" di adeguate condizioni di sicurezza, e per il conse- guente processo di adeguamento e messa in conformità. Ovviamente, nel riadattare il vecchio software Step 5 al nuovo stan- dard Step 7, sarà possibile tentare l'inte- grazione dei nuovi livelli di gestione della sicurezza e delle fermate di emergenza, nonché l'aggiunta di ulteriori ingressi provenienti dai nuovi comandi di fermo su emergenza e degli eventuali dispositivi di protezione aggiuntivi (es. segnali da barriere ottiche, optical curtains, etc.).  

Anche per una questione di ruoli, è sempre preferibile che il Committente reperisca in autonomia un qualificato studio di consulenza, in grado di compiere una adeguata valutazione dei rischi, di offrire la conseguente assistenza per l'adegua- mento, ed in ultimo, di preparare ed espletare la Check List che attesti il collaudo funzionale, a positiva verifica degli adeguamenti apportati. In ogni caso, qualora possa risultare di una qualche utilità, si segnala uno studio di consulenza con il quale ci è capitato di interagire, che per dinamicità, professionalità e competenza, ci ha particolarmente colpito: http://www.studiofonzar.com

Per quanto esposto quindi, pur proponendo significativi vantaggi, la migrazione da un sistema Simatic S5 a S7, deve essere affrontata nel modo corretto, senza improvvisare, secondo modalità dettate sia dalla singola situazione applicativa, che in funzione dell'esperienza e dalla specifica competenza, onde ridurre le possibilità di errore a percentuali accettabili.

Migrazione da Simatic S5 a S7: flusso operativo

Innanzi tutto quindi, sarà auspicabile realizzare un survey direttamente sul sito in cui è installata l'unità produttiva (o la macchina), gestita da controllori Simatic S5, recuperando tutta la documentazione disponibile (scaricando anche una copia del software correntemente in uso sulla CPU del PLC).  Si procede quindi con una approfondita valutazione della documentazione recuperata (endorsement), valutando quanto questa rappresenti effettivamente la reale situazione di impianto (la documentazione con status as built ovviamente rappresenterà il non plus ultra) e con una dettagliata analisi dell'hardware installato e delle sue effettive condizioni. Queste attività risultano di particolare importanza, specialmente per quelle situazioni in cui non sia possibile avvalersi del tecnologo o del processista che a suo tempo hanno pianificato il corretto funzionamento dell'unità operativa (o della macchina), definendo i Diagrammi di Causa ed Effetto, e/o i Flow Charts delle sequenze operative, grazie ai quali è stato possibile realizzare il software interno al PLC. Come dire, che per tali circostanze, il software esistente è di fatto, l'unica traccia operativa corretta da seguire nel riversare il nuovo software in formato Step7.

Si cerca quindi di valutare un possibile piano di azione (progetto della migrazione), specificatamente ragionato sulla singola installazione, in stretta considerazione delle sue funzionalità e del suo livello di integrazione e coordinazione con eventuali ulteriori unità produttive e con il sistema di supervisione, valutando altresì le migliori  tecniche di collaudo possibili, atte da un lato a consentire la verifica del nuovo software prodotto, cercando di ridurre al minimo i fermi impianto, e le successive attività di smantellamento dell'esistente e della sostituzione e installazione del nuovo.

Viene verificato lo stato del campo, dei dispositivi sensori installati e delle condizioni dei cavi che interconnettono il sistema di automazione con tutte le periferiche controllate dal sistema di automazione e si valuta il recupero dei cablaggi esistenti o siMigrazione da Simatic S5 a S7: adattatori per connettori scheda PLC pianifica lo scollegamento con l'esistente e il loro ricollegamento con il nuovo, eventual- mente, anche a mezzo di particolari tools di interfaccia resi disponibili da Siemens, per rendere compatibili i connettori dei vecchi moduli Simatic S5, con moduli S7 (la figura a lato, ad esempio, mostra connettori di schede digitali relative a PLC S5-135/155U, collegate, a mezzo adattatori, direttamente su analoghe schede digitali di PLC S7-400). Queste particolari interfacce possono essere adoperate durante i test del software convertito in formato Step7 (per poi lasciare luogo alle connessioni definitive), oppure, eventualmente, possono restare collegate anche in modo definitivo. 

A questo punto, viene fatta una revisione complessiva di tutto il flusso di lavoro, e vengono nuovamente verificate tutte le fasi operative, onde far certo che tutto sia stato adeguatamente pianificato, e vengono anche verificate le date programmate per le diverse fasi del  progetto.  Una volta che siano state compiute tutte queste attività, Migrazione da Simatic S5 a S7: Check List per adeguamentidefinendo di fatto, uno studio di fattibilità con una minima ingegneria di progetto, è possibile procedere con una quotazione che realisticamente possa risultare affidabile, sia per costi che per tempistiche previste.  Ove necessario, le suddette attività integreranno anche le misure aggiuntive che saranno prescritte dalla risorsa esterna che si occuperà dell'adeguamento dell'unità operativa (o della macchina), alle più recenti normative di sicurezza sul lavoro, e pertanto, la nostra offerta preve- derà, come coronamento ultimo del nostro operato, la verifica congiunta a fronte della Check List di collaudo funzionale,  che sarà appunto redatta da detta risorsa esterna.

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Più sotto viene riportata una "gallery" di immagini riferite ai principali controllori della serie Simatic S5 e di unità di programmazione Step5, che speriamo possa ewvntualmente aiutarvi ad identificare i dispositivi in vostre mani: cliccando sulle relative icone, sarà possibile accedere ad un ingrandimento dell'immagine.


Spare Engineering: quadri MT, BT e di automazione Cliccare su ogni singola icona per accedere ad un ingrandimento ... Migrazione da Simatic S5 a S7: PLC S5-100 Migrazione da Simatic S5 a S7: PLC S5-115 Migrazione da Simatic S5 a S7: PLC S5-135/155
Spare Engineering: quadri MT, BT e di automazione Migrazione da Simatic S5 a S7: PG-605 Migrazione da Simatic S5 a S7: PG-675 Migrazione da Simatic S5 a S7: PG-685 Migrazione da Simatic S5 a S7: PG-635

Restiamo a disposizione per ogni ulteriore chiarimento: contattateci per verificare la nostra disponibilità e costi, senza alcun impegno.

 

Spare Engineering: Ingegneria elettro-strumentale ed elaborazioni CAD Migrazione da Simatic S5 a S7: linguaggio programmazione Step5
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