Въведение

Този проект включва внедряването на цялостна автоматизирана система за хартиена фабрика, използваща Siemens S7-1200 PLC като основни контролни единици. Системата е проектирана да контролира прецизно процеса на производство на хартия, осигурявайки оптимално качество и ефективност на продукта.

Архитектура на системата

Системата за автоматизация се състои от три основни компонента:

• Siemens S7-1200 PLC: Тези PLC служеха като мозък на операцията, управлявайки цялата контролна логика и обработка на данни.
• Промишлени компютри Advantech: Оборудвани със софтуер WINCC SCADA, тези компютри предоставят удобен за потребителя интерфейс за наблюдение и контрол на процеса.
• DELL сървър: Сървърът е използван за съхранение на данни, архивиране и работа в мрежа.

Предизвикателства за контрол на процеса

Едно от най-значимите предизвикателства в този проект беше постигането на прецизен контрол на напрежението на хартията. Колебанията в напрежението могат да доведат до счупване на хартията или лошо качество. За да се отговори на това предизвикателство, беше въведен PID контролен контур за регулиране на скоростта на процеса на производство на хартия.

PID контрол за управление на напрежението

Чрез използване на PID контролна верига, системата може автоматично да регулира скоростта на задвижванията с променлива честота (VFD), за да поддържа постоянно напрежение на хартията. Това гарантира, че хартията не е нито опъната твърде плътно, нито е оставена да провисне.

Допълнителни съображения

За по-нататъшно повишаване на точността на системата за управление бяха предприети следните мерки:

• PROFINET комуникация: PLC и VFD бяха свързани чрез PROFINET, високопроизводителен индустриален Ethernet протокол, за да се осигури бърза и надеждна комуникация.
• Контрол на опъна за всяка секция: Индивидуален контрол на опъна за всяка секция от процеса на производство на хартия позволява фина настройка на цялостната система.
• HMI от серията SMART: Въпреки че HMI от серията SMART не можеше да комуникира директно с S7-1200 PLC, беше използван рутер на трета страна, за да се преодолее комуникационната празнина.

Заключение

Успешното внедряване на този проект за автоматизация демонстрира силата и гъвкавостта на Siemens S7-1200 PLC при справяне със сложни предизвикателства в индустриалната автоматизация. Чрез внимателно разглеждане на фактори като PID контрол, комуникационни протоколи и избор на HMI, успяхме да доставим решение, което отговаря на специфичните изисквания на клиента и надминава очакванията им.

Уникални прозрения

• PID контрол: Използването на PID контрол за управление на напрежението е често срещана практика в хартиената индустрия, но специфичната настройка на PID параметрите може значително да повлияе на производителността на системата.
• PROFINET: Изборът на PROFINET като комуникационен протокол беше от решаващо значение за осигуряване на високоскоростна и детерминирана комуникация между PLC и VFD.
• Избор на HMI: Изборът на HMI и използването на рутер на трета страна за активиране на комуникацията подчертава важността на отчитането на специфичните нужди на приложението при избора на компоненти за автоматизация.

Допълнителни съображения за бъдещи проекти

• Прогнозна поддръжка: Прилагането на стратегии за прогнозна поддръжка може да помогне за намаляване на времето на престой и подобряване на цялостната надеждност на системата.
• Киберсигурност: Тъй като промишлените системи за контрол стават все по-свързани, от съществено значение е да се прилагат стабилни мерки за киберсигурност за защита срещу кибератаки.
• Интеграция в облак: Интегрирането на системата за автоматизация с платформи, базирани на облак, може да даде възможност за дистанционно наблюдение, анализ на данни и приложения за машинно обучение.