Uvod

Ovaj projekt uključivao je implementaciju sveobuhvatnog sustava automatizacije za tvornicu papira koji koristi Siemens S7-1200 PLC kao glavne upravljačke jedinice. Sustav je dizajniran za preciznu kontrolu procesa proizvodnje papira, osiguravajući optimalnu kvalitetu i učinkovitost proizvoda.

Arhitektura sustava

Sustav automatizacije sastojao se od tri osnovne komponente:

• Siemens S7-1200 PLC-ovi: Ovi PLC-ovi služili su kao mozak operacije, upravljajući svom kontrolnom logikom i obradom podataka.
• Industrijska računala Advantech: Opremljena softverom WINCC SCADA, ova su računala pružala korisničko sučelje za praćenje i kontrolu procesa.
• DELL poslužitelj: poslužitelj je korišten za pohranu podataka, sigurnosno kopiranje i umrežavanje.

Izazovi kontrole procesa

Jedan od najznačajnijih izazova u ovom projektu bilo je postizanje precizne kontrole napetosti papira. Oscilacije u napetosti mogu dovesti do lomljenja papira ili loše kvalitete. Kako bi se riješio ovaj izazov, implementirana je PID kontrolna petlja za reguliranje brzine procesa izrade papira.

PID kontrola za upravljanje napetostima

Upotrebom PID regulacijske petlje, sustav može automatski prilagoditi brzinu pogona s promjenjivom frekvencijom (VFD) kako bi održao stalnu napetost papira. Time je osigurano da papir nije prečvrsto zategnut niti da se ulegne.

Dodatna razmatranja

Kako bi se dodatno povećala preciznost upravljačkog sustava, poduzete su sljedeće mjere:

• PROFINET komunikacija: PLC-ovi i VFD-ovi povezani su pomoću PROFINET-a, industrijskog Ethernet protokola visokih performansi, kako bi se osigurala brza i pouzdana komunikacija.
• Kontrola napetosti za svaku sekciju: Individualna kontrola napetosti za svaku sekciju procesa izrade papira omogućila je fino podešavanje cjelokupnog sustava.
• HMI serije SMART: Iako HMI serije SMART nije mogao izravno komunicirati s PLC-om S7-1200, korišten je usmjerivač treće strane da se premosti komunikacijski jaz.

Zaključak

Uspješna implementacija ovog projekta automatizacije pokazuje snagu i fleksibilnost Siemens S7-1200 PLC-a u rješavanju složenih izazova industrijske automatizacije. Pažljivim razmatranjem čimbenika kao što su PID kontrola, komunikacijski protokoli i odabir HMI-a, uspjeli smo isporučiti rješenje koje je zadovoljilo specifične zahtjeve kupaca i premašilo njihova očekivanja.

Jedinstveni uvidi

• PID kontrola: Upotreba PID kontrole za upravljanje napetošću uobičajena je praksa u papirnoj industriji, ali specifično podešavanje PID parametara može značajno utjecati na performanse sustava.
• PROFINET: Odabir PROFINET-a kao komunikacijskog protokola bio je ključan za osiguravanje brze i determinističke komunikacije između PLC-ova i VFD-ova.
• Odabir HMI-ja: Izbor HMI-ja i upotreba usmjerivača treće strane za omogućavanje komunikacije naglašava važnost uzimanja u obzir specifičnih potreba aplikacije pri odabiru komponenti automatizacije.

Dodatna razmatranja za buduće projekte

• Prediktivno održavanje : Implementacija strategija prediktivnog održavanja može pomoći u smanjenju zastoja i poboljšanju ukupne pouzdanosti sustava.
• Kibernetička sigurnost : Kako industrijski kontrolni sustavi postaju sve povezaniji, neophodno je implementirati snažne mjere kibernetičke sigurnosti za zaštitu od kibernetičkih napada.
• Integracija u oblak: Integracija sustava automatizacije s platformama temeljenim na oblaku može omogućiti daljinski nadzor, analitiku podataka i aplikacije strojnog učenja.