معرفی

این پروژه شامل اجرای یک سیستم اتوماسیون جامع برای یک کارخانه کاغذ با استفاده از PLC های زیمنس S7-1200 به عنوان واحدهای کنترل اصلی بود. این سیستم برای کنترل دقیق فرآیند تولید کاغذ، تضمین کیفیت و کارایی مطلوب محصول طراحی شده است.

معماری سیستم

سیستم اتوماسیون از سه جزء اصلی تشکیل شده است:

• PLC های زیمنس S7-1200: این PLC ها به عنوان مغز عملیات عمل می کردند و تمام منطق کنترل و پردازش داده ها را مدیریت می کردند.
• رایانه‌های رایانه‌های شخصی Advantech: مجهز به نرم‌افزار WINCC SCADA، این رایانه‌های شخصی یک رابط کاربرپسند برای نظارت و کنترل فرآیند ارائه می‌کنند.
• سرور DELL: از سرور برای ذخیره سازی داده ها، پشتیبان گیری و شبکه استفاده می شد.

چالش های کنترل فرآیند

یکی از مهم ترین چالش ها در این پروژه، دستیابی به کنترل دقیق کشش کاغذ بود. نوسانات کشش می تواند منجر به شکستن کاغذ یا کیفیت پایین شود. برای رفع این چالش، یک حلقه کنترل PID برای تنظیم سرعت فرآیند تولید کاغذ پیاده‌سازی شد.

کنترل PID برای مدیریت تنش

با استفاده از یک حلقه کنترل PID، سیستم می تواند به طور خودکار سرعت درایوهای فرکانس متغیر (VFD) را برای حفظ کشش کاغذ ثابت تنظیم کند. این باعث شد که کاغذ نه خیلی محکم کشیده شود و نه اجازه داده شود که آویزان شود.

ملاحظات اضافی

برای افزایش دقت بیشتر سیستم کنترل، اقدامات زیر انجام شد:

• ارتباطات PROFINET: PLCها و VFDها با استفاده از PROFINET، یک پروتکل اترنت صنعتی با کارایی بالا، متصل شدند تا از ارتباط سریع و قابل اطمینان اطمینان حاصل شود.
• کنترل کشش برای هر بخش: کنترل تنش فردی برای هر بخش از فرآیند تولید کاغذ امکان تنظیم دقیق سیستم کلی را فراهم می‌کند.
• HMI سری SMART: اگرچه HMI سری SMART نمی‌توانست مستقیماً با PLC S7-1200 ارتباط برقرار کند، یک روتر شخص ثالث برای پر کردن شکاف ارتباطی استفاده شد.

نتیجه

اجرای موفقیت آمیز این پروژه اتوماسیون قدرت و انعطاف پذیری PLC های زیمنس S7-1200 را در رسیدگی به چالش های پیچیده اتوماسیون صنعتی نشان می دهد. با در نظر گرفتن دقیق عواملی مانند کنترل PID، پروتکل های ارتباطی و انتخاب HMI، ما توانستیم راه حلی ارائه دهیم که نیازهای خاص مشتری را برآورده کرده و فراتر از انتظارات آنها باشد.

بینش منحصر به فرد

• کنترل PID: استفاده از کنترل PID برای مدیریت تنش یک روش معمول در صنعت کاغذ است، اما تنظیم خاص پارامترهای PID می‌تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارد.
• PROFINET: انتخاب PROFINET به عنوان پروتکل ارتباطی برای اطمینان از ارتباط پرسرعت و قطعی بین PLC ها و VFD ها بسیار مهم بود.
• انتخاب HMI: انتخاب HMI و استفاده از روتر شخص ثالث برای فعال کردن ارتباط، اهمیت در نظر گرفتن نیازهای خاص برنامه را هنگام انتخاب اجزای اتوماسیون برجسته می‌کند.

ملاحظات اضافی برای پروژه های آینده

• تعمیر و نگهداری پیش بینی شده: اجرای استراتژی های تعمیر و نگهداری پیش بینی شده می تواند به کاهش زمان خرابی و بهبود قابلیت اطمینان کلی سیستم کمک کند.
• امنیت سایبری: از آنجایی که سیستم‌های کنترل صنعتی به طور فزاینده‌ای به هم متصل می‌شوند، اجرای اقدامات امنیت سایبری قوی برای محافظت در برابر حملات سایبری ضروری است.
• ادغام ابری: ادغام سیستم اتوماسیون با پلتفرم‌های مبتنی بر ابر می‌تواند برنامه‌های کاربردی نظارت از راه دور، تجزیه و تحلیل داده‌ها و یادگیری ماشین را فعال کند.