Introdução

Este projeto envolveu a implementação de um sistema de automação abrangente para uma fábrica de papel utilizando CLPs Siemens S7-1200 como unidades principais de controle. O sistema foi projetado para controlar com precisão o processo de fabricação de papel, garantindo ótima qualidade e eficiência do produto.

Arquitetura do Sistema

O sistema de automação consistia em três componentes principais:

• CLPs Siemens S7-1200: Esses CLPs serviram como o cérebro da operação, lidando com toda a lógica de controle e processamento de dados.
• PCs Industriais Advantech: Equipados com software WINCC SCADA, esses PCs fornecem uma interface amigável para monitoramento e controle do processo.
• Servidor DELL: o servidor foi usado para armazenamento de dados, backup e rede.

Desafios de controle de processo

Um dos desafios mais significativos neste projeto foi conseguir um controle preciso da tensão do papel. Flutuações na tensão podem causar quebras de papel ou má qualidade. Para enfrentar este desafio, foi implementado um circuito de controle PID para regular a velocidade do processo de fabricação de papel.

Controle PID para gerenciamento de tensão

Ao empregar um circuito de controle PID, o sistema poderia ajustar automaticamente a velocidade dos inversores de frequência variáveis ​​(VFDs) para manter uma tensão constante do papel. Isso garantiu que o papel não fosse esticado com muita força nem cedesse.

Considerações adicionais

Para aumentar ainda mais a precisão do sistema de controle, foram tomadas as seguintes medidas:

• Comunicação PROFINET: Os PLCs e VFDs foram conectados usando PROFINET, um protocolo Ethernet industrial de alto desempenho, para garantir uma comunicação rápida e confiável.
• Controle de tensão para cada seção: O controle de tensão individual para cada seção do processo de fabricação de papel permitiu o ajuste fino de todo o sistema.
• IHM da série SMART: Embora a IHM da série SMART não pudesse se comunicar diretamente com o CLP S7-1200, um roteador de terceiros foi empregado para preencher a lacuna de comunicação.

Conclusão

A implementação bem-sucedida deste projeto de automação demonstra o poder e a flexibilidade dos PLCs S7-1200 da Siemens para enfrentar desafios complexos de automação industrial. Ao considerar cuidadosamente fatores como controle PID, protocolos de comunicação e seleção de IHM, conseguimos entregar uma solução que atendeu aos requisitos específicos do cliente e superou suas expectativas.

Insights Únicos

• Controle PID: O uso do controle PID para gerenciamento de tensão é uma prática comum na indústria papeleira, mas o ajuste específico dos parâmetros PID pode impactar significativamente o desempenho do sistema.
• PROFINET: A seleção do PROFINET como protocolo de comunicação foi crucial para garantir uma comunicação determinística e de alta velocidade entre os PLCs e os VFDs.
• Seleção da IHM: A escolha da IHM e o uso de um roteador de terceiros para permitir a comunicação destacam a importância de considerar as necessidades específicas da aplicação ao selecionar os componentes de automação.

Considerações adicionais para projetos futuros

• Manutenção Preditiva: A implementação de estratégias de manutenção preditiva pode ajudar a reduzir o tempo de inatividade e melhorar a confiabilidade geral do sistema.
• Cibersegurança: À medida que os sistemas de controlo industrial se tornam cada vez mais conectados, é essencial implementar medidas robustas de segurança cibernética para proteger contra ataques cibernéticos.
• Integração em nuvem: a integração do sistema de automação com plataformas baseadas em nuvem pode permitir monitoramento remoto, análise de dados e aplicativos de aprendizado de máquina.