Bevezetés

Ez a projekt egy átfogó automatizálási rendszer bevezetését jelentette egy papírgyár számára, amely Siemens S7-1200 PLC-ket használ központi vezérlőegységként. A rendszert úgy alakították ki, hogy pontosan szabályozza a papírgyártási folyamatot, biztosítva az optimális termékminőséget és hatékonyságot.

Rendszerarchitektúra

Az automatizálási rendszer három fő összetevőből állt:

• Siemens S7-1200 PLC-k: Ezek a PLC-k szolgáltak a művelet agyaként, és kezelték az összes vezérlési logikát és adatfeldolgozást.
• Advantech ipari PC-k: A WINCC SCADA szoftverrel felszerelt PC-k felhasználóbarát felületet biztosítottak a folyamat megfigyeléséhez és vezérléséhez.
• DELL szerver: A szervert adattárolásra, biztonsági mentésre és hálózatépítésre használták.

Folyamatszabályozási kihívások

A projekt egyik legjelentősebb kihívása a papír feszességének pontos szabályozása volt. A feszültség ingadozása papírtörésekhez vagy rossz minőséghez vezethet. Ennek a kihívásnak a megoldására egy PID szabályozó hurkot vezettek be, amely szabályozza a papírgyártási folyamat sebességét.

PID vezérlés a feszültségkezeléshez

A PID vezérlőhurok alkalmazásával a rendszer automatikusan be tudja állítani a változtatható frekvenciájú meghajtók (VFD) sebességét, hogy fenntartsa a papír állandó feszültségét. Ez biztosította, hogy a papírt ne feszítsék túl szorosan, és ne engedjék megereszkedni.

További szempontok

Az irányítási rendszer pontosságának további javítása érdekében a következő intézkedéseket hoztuk:

• PROFINET-kommunikáció: A PLC-k és VFD-k egy nagy teljesítményű ipari Ethernet-protokoll, a PROFINET segítségével kerültek összekapcsolásra a gyors és megbízható kommunikáció érdekében.
• Minden szakasz feszültségszabályozása: A papírgyártási folyamat egyes szakaszaihoz tartozó egyéni feszültségszabályozás lehetővé tette a teljes rendszer finomhangolását.
• SMART sorozatú HMI: Bár a SMART sorozatú HMI nem tudott közvetlenül kommunikálni az S7-1200 PLC-vel, egy harmadik féltől származó útválasztót alkalmaztak a kommunikációs szakadék áthidalására.

Következtetés

Ennek az automatizálási projektnek a sikeres megvalósítása bizonyítja a Siemens S7-1200 PLC-k teljesítményét és rugalmasságát az összetett ipari automatizálási kihívások kezelésében. Az olyan tényezők gondos mérlegelésével, mint a PID-szabályozás, a kommunikációs protokollok és a HMI-választás, olyan megoldást tudtunk szállítani, amely megfelelt az ügyfél speciális követelményeinek, és meghaladja az elvárásait.

Egyedi betekintések

• PID-szabályozás: A papíriparban bevett gyakorlat a PID-szabályozás feszültségkezelésre, de a PID-paraméterek specifikus hangolása jelentősen befolyásolhatja a rendszer teljesítményét.
• PROFINET: A PROFINET kommunikációs protokollként történő kiválasztása kulcsfontosságú volt a PLC-k és a VFD-k közötti nagy sebességű és determinisztikus kommunikáció biztosításához.
• HMI kiválasztása: A HMI kiválasztása és a kommunikációt lehetővé tevő harmadik féltől származó útválasztó használata rávilágít annak fontosságára, hogy az automatizálási összetevők kiválasztásakor figyelembe vegyék az alkalmazás speciális igényeit.

További szempontok a jövőbeli projektekhez

• Prediktív karbantartás: A prediktív karbantartási stratégiák alkalmazása csökkentheti az állásidőt és javíthatja a rendszer általános megbízhatóságát.
• Kiberbiztonság: Ahogy az ipari vezérlőrendszerek egyre inkább összekapcsolódnak, alapvető fontosságú robusztus kiberbiztonsági intézkedések bevezetése a kibertámadások elleni védelem érdekében.
• Felhőintegráció: Az automatizálási rendszer felhőalapú platformokkal való integrálása lehetővé teszi a távfelügyeletet, az adatelemzést és a gépi tanulási alkalmazásokat.