مقدمة

يتضمن هذا المشروع تنفيذ نظام أتمتة شامل لمصنع ورق باستخدام Siemens S7-1200 PLCs كوحدات تحكم أساسية. تم تصميم النظام للتحكم بدقة في عملية صناعة الورق، مما يضمن جودة وكفاءة المنتج الأمثل.

هندسة النظام

يتكون نظام الأتمتة من ثلاثة مكونات أساسية:

• Siemens S7-1200 PLCs: كانت هذه الشركات PLC بمثابة العقل المدبر للعملية، حيث تتعامل مع كل منطق التحكم ومعالجة البيانات.
• أجهزة الكمبيوتر الصناعية Advantech: توفر أجهزة الكمبيوتر هذه، المزودة ببرنامج WINCC SCADA، واجهة سهلة الاستخدام لمراقبة العملية والتحكم فيها.
• خادم DELL: تم استخدام الخادم لتخزين البيانات والنسخ الاحتياطي والشبكات.

تحديات التحكم في العمليات

كان أحد أهم التحديات في هذا المشروع هو تحقيق التحكم الدقيق في شد الورق. يمكن أن تؤدي تقلبات التوتر إلى انقطاع الورق أو سوء الجودة. ولمواجهة هذا التحدي، تم تنفيذ حلقة التحكم PID لتنظيم سرعة عملية صنع الورق.

التحكم PID لإدارة التوتر

من خلال استخدام حلقة التحكم PID، يمكن للنظام ضبط سرعة محركات التردد المتغير (VFDs) تلقائيًا للحفاظ على شد الورق المستمر. وهذا يضمن عدم تمدد الورقة بشدة وعدم السماح لها بالترهل.

اعتبارات إضافية

لزيادة تعزيز دقة نظام التحكم، تم اتخاذ التدابير التالية:

• اتصال PROFINET: تم توصيل PLCs وVFDs باستخدام PROFINET، وهو بروتوكول إيثرنت صناعي عالي الأداء، لضمان اتصال سريع وموثوق.
• التحكم في التوتر لكل قسم: التحكم الفردي في التوتر لكل قسم من عملية صنع الورق يسمح بضبط النظام بأكمله بشكل دقيق.
• SMART Series HMI: على الرغم من أن سلسلة SMART HMI لم تتمكن من الاتصال مباشرة مع S7-1200 PLC، فقد تم استخدام جهاز توجيه تابع لجهة خارجية لسد فجوة الاتصال.

خاتمة

يوضح التنفيذ الناجح لمشروع الأتمتة هذا قوة ومرونة Siemens S7-1200 PLCs في مواجهة تحديات الأتمتة الصناعية المعقدة. من خلال النظر بعناية في عوامل مثل التحكم PID، وبروتوكولات الاتصال، واختيار HMI، تمكنا من تقديم حل يلبي متطلبات العميل المحددة ويتجاوز توقعاته.

رؤى فريدة

• التحكم في PID: يعد استخدام التحكم في PID لإدارة التوتر ممارسة شائعة في صناعة الورق، ولكن الضبط المحدد لمعلمات PID يمكن أن يؤثر بشكل كبير على أداء النظام.
• PROFINET: كان اختيار PROFINET كبروتوكول اتصال أمرًا بالغ الأهمية لضمان الاتصال الحتمي عالي السرعة بين PLCs وVFDs.
• اختيار HMI: يسلط اختيار HMI واستخدام جهاز توجيه تابع لجهة خارجية لتمكين الاتصال الضوء على أهمية مراعاة الاحتياجات المحددة للتطبيق عند اختيار مكونات التشغيل الآلي.

اعتبارات إضافية للمشاريع المستقبلية

• الصيانة التنبؤية: يمكن أن يساعد تنفيذ إستراتيجيات الصيانة التنبؤية في تقليل وقت التوقف عن العمل وتحسين موثوقية النظام بشكل عام.
• الأمن السيبراني: مع تزايد ربط أنظمة التحكم الصناعية، من الضروري تنفيذ تدابير قوية للأمن السيبراني للحماية من الهجمات السيبرانية.
• التكامل السحابي: يمكن أن يؤدي دمج نظام التشغيل الآلي مع الأنظمة الأساسية المستندة إلى السحابة إلى تمكين المراقبة عن بعد، وتحليلات البيانات، وتطبيقات التعلم الآلي.