introduzione

Questo progetto prevedeva l'implementazione di un sistema di automazione completo per una cartiera utilizzando i PLC Siemens S7-1200 come unità di controllo principali. Il sistema è stato progettato per controllare con precisione il processo di produzione della carta, garantendo qualità ed efficienza ottimali del prodotto.

Architettura del sistema

Il sistema di automazione era costituito da tre componenti principali:

• PLC Siemens S7-1200: questi PLC fungevano da cervello dell'operazione, gestendo tutta la logica di controllo e l'elaborazione dei dati.
• PC industriali Advantech: dotati del software WINCC SCADA, questi PC fornivano un'interfaccia intuitiva per il monitoraggio e il controllo del processo.
• DELL Server: il server è stato utilizzato per l'archiviazione, il backup e il networking dei dati.

Sfide del controllo dei processi

Una delle sfide più significative di questo progetto è stata ottenere un controllo preciso della tensione della carta. Le fluttuazioni della tensione possono causare rotture o scarsa qualità della carta. Per affrontare questa sfida, è stato implementato un circuito di controllo PID per regolare la velocità del processo di produzione della carta.

Controllo PID per la gestione della tensione

Utilizzando un circuito di controllo PID, il sistema può regolare automaticamente la velocità degli azionamenti a frequenza variabile (VFD) per mantenere una tensione della carta costante. Ciò ha assicurato che la carta non fosse tesa troppo né lasciata piegarsi.

Considerazioni aggiuntive

Per migliorare ulteriormente la precisione del sistema di controllo sono stati adottati i seguenti accorgimenti:

• Comunicazione PROFINET: i PLC e i VFD sono stati collegati utilizzando PROFINET, un protocollo Ethernet industriale ad alte prestazioni, per garantire una comunicazione veloce e affidabile.
• Controllo della tensione per ciascuna sezione: il controllo della tensione individuale per ciascuna sezione del processo di produzione della carta ha consentito la messa a punto dell'intero sistema.
• HMI serie SMART: sebbene l'HMI della serie SMART non potesse comunicare direttamente con il PLC S7-1200, è stato utilizzato un router di terze parti per colmare il divario di comunicazione.

Conclusione

Il successo dell'implementazione di questo progetto di automazione dimostra la potenza e la flessibilità dei PLC Siemens S7-1200 nell'affrontare complesse sfide di automazione industriale. Considerando attentamente fattori quali il controllo PID, i protocolli di comunicazione e la selezione dell'HMI, siamo stati in grado di fornire una soluzione che soddisfacesse i requisiti specifici del cliente e superasse le sue aspettative.

Approfondimenti unici

• Controllo PID: l'uso del controllo PID per la gestione della tensione è una pratica comune nell'industria della carta, ma la regolazione specifica dei parametri PID può avere un impatto significativo sulle prestazioni del sistema.
• PROFINET: La scelta di PROFINET come protocollo di comunicazione è stata fondamentale per garantire una comunicazione deterministica e ad alta velocità tra PLC e VFD.
• Selezione dell'HMI: la scelta dell'HMI e l'uso di un router di terze parti per consentire la comunicazione evidenzia l'importanza di considerare le esigenze specifiche dell'applicazione quando si selezionano i componenti di automazione.

Ulteriori considerazioni per progetti futuri

• Manutenzione predittiva: l'implementazione di strategie di manutenzione predittiva può aiutare a ridurre i tempi di inattività e migliorare l'affidabilità complessiva del sistema.
• Cybersecurity: poiché i sistemi di controllo industriale diventano sempre più connessi, è essenziale implementare solide misure di sicurezza informatica per proteggersi dagli attacchi informatici.
• Integrazione cloud: l'integrazione del sistema di automazione con piattaforme basate su cloud può consentire il monitoraggio remoto, l'analisi dei dati e le applicazioni di machine learning.