Εισαγωγή

Αυτό το έργο περιλάμβανε την εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου συστήματος αυτοματισμού για μια χαρτοποιία που χρησιμοποιεί τα PLC S7-1200 της Siemens ως βασικές μονάδες ελέγχου. Το σύστημα σχεδιάστηκε για να ελέγχει με ακρίβεια τη διαδικασία παραγωγής χαρτιού, διασφαλίζοντας τη βέλτιστη ποιότητα και αποτελεσματικότητα του προϊόντος.

Αρχιτεκτονική Συστήματος

Το σύστημα αυτοματισμού αποτελούνταν από τρία κύρια στοιχεία:

• Siemens S7-1200 PLC: Αυτά τα PLC χρησίμευαν ως εγκέφαλοι της λειτουργίας, διαχειριζόμενοι όλη τη λογική ελέγχου και την επεξεργασία δεδομένων.
• Βιομηχανικοί υπολογιστές Advantech: Εξοπλισμένοι με λογισμικό WINCC SCADA, αυτοί οι υπολογιστές παρείχαν μια φιλική προς το χρήστη διεπαφή για την παρακολούθηση και τον έλεγχο της διαδικασίας.
• Διακομιστής DELL: Ο διακομιστής χρησιμοποιήθηκε για αποθήκευση δεδομένων, δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και δικτύωση.

Προκλήσεις Ελέγχου Διαδικασιών

Μία από τις πιο σημαντικές προκλήσεις σε αυτό το έργο ήταν η επίτευξη ακριβούς ελέγχου της τάσης του χαρτιού. Οι διακυμάνσεις της τάσης μπορεί να οδηγήσουν σε σπασίματα χαρτιού ή κακή ποιότητα. Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, εφαρμόστηκε ένας βρόχος ελέγχου PID για τη ρύθμιση της ταχύτητας της διαδικασίας παραγωγής χαρτιού.

Έλεγχος PID για διαχείριση τάσης

Χρησιμοποιώντας έναν βρόχο ελέγχου PID, το σύστημα θα μπορούσε να προσαρμόσει αυτόματα την ταχύτητα των μονάδων μεταβλητής συχνότητας (VFD) για να διατηρήσει μια σταθερή τάση του χαρτιού. Αυτό εξασφάλισε ότι το χαρτί δεν τεντωνόταν πολύ σφιχτά ούτε αφήνεται να κρεμάσει.

Πρόσθετες εκτιμήσεις

Για την περαιτέρω βελτίωση της ακρίβειας του συστήματος ελέγχου, ελήφθησαν τα ακόλουθα μέτρα:

• Επικοινωνία PROFINET: Τα PLC και τα VFD συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας PROFINET, ένα βιομηχανικό πρωτόκολλο Ethernet υψηλής απόδοσης, για να διασφαλιστεί η γρήγορη και αξιόπιστη επικοινωνία.
• Έλεγχος τάσης για κάθε τμήμα: Μεμονωμένος έλεγχος τάσης για κάθε τμήμα της διαδικασίας παραγωγής χαρτιού επιτρέπει τη λεπτομέρεια του συνολικού συστήματος.
• HMI της σειράς SMART: Παρόλο που το HMI της σειράς SMART δεν μπορούσε να επικοινωνήσει απευθείας με το S7-1200 PLC, χρησιμοποιήθηκε ένας δρομολογητής τρίτου κατασκευαστή για να γεφυρωθεί το κενό επικοινωνίας.

συμπέρασμα

Η επιτυχής υλοποίηση αυτού του έργου αυτοματισμού καταδεικνύει τη δύναμη και την ευελιξία των PLC της Siemens S7-1200 στην αντιμετώπιση σύνθετων προκλήσεων βιομηχανικού αυτοματισμού. Εξετάζοντας προσεκτικά παράγοντες όπως ο έλεγχος PID, τα πρωτόκολλα επικοινωνίας και η επιλογή HMI, μπορέσαμε να προσφέρουμε μια λύση που ανταποκρίνεται στις συγκεκριμένες απαιτήσεις του πελάτη και ξεπέρασε τις προσδοκίες τους.

Μοναδικές πληροφορίες

• Έλεγχος PID: Η χρήση του ελέγχου PID για τη διαχείριση τάσεων είναι μια κοινή πρακτική στη βιομηχανία χαρτιού, αλλά ο συγκεκριμένος συντονισμός των παραμέτρων PID μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την απόδοση του συστήματος.
• PROFINET: Η επιλογή του PROFINET ως πρωτοκόλλου επικοινωνίας ήταν ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση υψηλής ταχύτητας και ντετερμινιστικής επικοινωνίας μεταξύ των PLC και των VFD.
• Επιλογή HMI: Η επιλογή του HMI και η χρήση δρομολογητή τρίτου κατασκευαστή για την ενεργοποίηση της επικοινωνίας υπογραμμίζει τη σημασία της εξέτασης των ειδικών αναγκών της εφαρμογής κατά την επιλογή στοιχείων αυτοματισμού.

Πρόσθετες εκτιμήσεις για μελλοντικά έργα

• Προβλεπτική Συντήρηση: Η εφαρμογή στρατηγικών πρόβλεψης συντήρησης μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας και στη βελτίωση της συνολικής αξιοπιστίας του συστήματος.
• Κυβερνοασφάλεια: Καθώς τα συστήματα βιομηχανικού ελέγχου συνδέονται ολοένα και περισσότερο, είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν ισχυρά μέτρα κυβερνοασφάλειας για την προστασία από επιθέσεις στον κυβερνοχώρο.
• Ενσωμάτωση στο cloud: Η ενοποίηση του συστήματος αυτοματισμού με πλατφόρμες που βασίζονται σε σύννεφο μπορεί να επιτρέψει εφαρμογές απομακρυσμένης παρακολούθησης, ανάλυσης δεδομένων και μηχανικής εκμάθησης.