Introducción

Este proyecto implicó la implementación de un sistema de automatización integral para una fábrica de papel que utiliza PLC Siemens S7-1200 como unidades de control centrales. El sistema fue diseñado para controlar con precisión el proceso de fabricación de papel, garantizando una calidad y eficiencia óptimas del producto.

Arquitectura del sistema

El sistema de automatización constaba de tres componentes principales:

• PLC Siemens S7-1200: Estos PLC sirvieron como el cerebro de la operación, manejando toda la lógica de control y el procesamiento de datos.
• PC industriales Advantech: equipadas con el software WINCC SCADA, estas PC proporcionaron una interfaz fácil de usar para monitorear y controlar el proceso.
• Servidor DELL: el servidor se utilizó para almacenamiento de datos, copias de seguridad y redes.

Desafíos del control de procesos

Uno de los desafíos más importantes de este proyecto fue lograr un control preciso de la tensión del papel. Las fluctuaciones de tensión pueden provocar roturas del papel o mala calidad. Para abordar este desafío, se implementó un circuito de control PID para regular la velocidad del proceso de fabricación de papel.

Control PID para la gestión de la tensión

Al emplear un bucle de control PID, el sistema podría ajustar automáticamente la velocidad de los variadores de frecuencia (VFD) para mantener una tensión de papel constante. Esto aseguró que el papel no se estirara demasiado ni se permitiera combarse.

consideraciones adicionales

Para mejorar aún más la precisión del sistema de control, se tomaron las siguientes medidas:

• Comunicación PROFINET: Los PLC y VFD se conectaron mediante PROFINET, un protocolo Ethernet industrial de alto rendimiento, para garantizar una comunicación rápida y confiable.
• Control de tensión para cada sección: el control de tensión individual para cada sección del proceso de fabricación de papel permitió un ajuste fino del sistema general.
• HMI de la serie SMART: aunque la HMI de la serie SMART no podía comunicarse directamente con el PLC S7-1200, se empleó un enrutador de terceros para cerrar la brecha de comunicación.

Conclusión

La implementación exitosa de este proyecto de automatización demuestra el poder y la flexibilidad de los PLC Siemens S7-1200 para abordar desafíos complejos de automatización industrial. Al considerar cuidadosamente factores como el control PID, los protocolos de comunicación y la selección de HMI, pudimos ofrecer una solución que cumplió con los requisitos específicos del cliente y superó sus expectativas.

Perspectivas únicas

• Control PID: el uso del control PID para la gestión de la tensión es una práctica común en la industria papelera, pero el ajuste específico de los parámetros PID puede afectar significativamente el rendimiento del sistema.
• PROFINET: La selección de PROFINET como protocolo de comunicación fue crucial para garantizar una comunicación determinista y de alta velocidad entre los PLC y los VFD.
• Selección de HMI: la elección de la HMI y el uso de un enrutador de terceros para permitir la comunicación resalta la importancia de considerar las necesidades específicas de la aplicación al seleccionar los componentes de automatización.

Consideraciones adicionales para proyectos futuros

• Mantenimiento predictivo: la implementación de estrategias de mantenimiento predictivo puede ayudar a reducir el tiempo de inactividad y mejorar la confiabilidad general del sistema.
• Ciberseguridad: a medida que los sistemas de control industrial están cada vez más conectados, es esencial implementar medidas sólidas de ciberseguridad para protegerse contra los ciberataques.
• Integración en la nube: la integración del sistema de automatización con plataformas basadas en la nube puede permitir aplicaciones de monitoreo remoto, análisis de datos y aprendizaje automático.