Введение

Этот проект включал внедрение комплексной системы автоматизации бумажной фабрики с использованием ПЛК Siemens S7-1200 в качестве основных блоков управления. Система была разработана для точного управления процессом изготовления бумаги, обеспечивая оптимальное качество и эффективность продукции.

Архитектура системы

Система автоматизации состояла из трех основных компонентов:

• ПЛК Siemens S7-1200. Эти ПЛК служили «мозгом» предприятия, обрабатывая всю логику управления и обработку данных.
• Промышленные ПК Advantech: эти ПК, оснащенные программным обеспечением WINCC SCADA, предоставляют удобный интерфейс для мониторинга и управления процессом.
• Сервер DELL: сервер использовался для хранения данных, резервного копирования и работы в сети.

Проблемы управления процессами

Одной из наиболее важных задач в этом проекте было достижение точного контроля натяжения бумаги. Колебания натяжения могут привести к разрыву бумаги или ухудшению ее качества. Чтобы решить эту проблему, был реализован контур ПИД-регулирования для регулирования скорости процесса изготовления бумаги.

ПИД-регулирование для управления натяжением

Используя контур ПИД-управления, система может автоматически регулировать скорость частотно-регулируемых приводов (ЧРП) для поддержания постоянного натяжения бумаги. Это гарантировало, что бумага не будет растянута слишком сильно и не провиснет.

Дополнительные соображения

Для дальнейшего повышения точности системы управления были приняты следующие меры:

• Связь PROFINET: ПЛК и ЧРП были соединены с помощью PROFINET, высокопроизводительного промышленного протокола Ethernet, чтобы обеспечить быструю и надежную связь.
• Контроль натяжения для каждой секции: Индивидуальный контроль натяжения для каждой секции процесса изготовления бумаги позволил точно настроить всю систему.
• ЧМИ серии SMART: Хотя ЧМИ серии SMART не мог напрямую взаимодействовать с ПЛК S7-1200, для устранения разрыва связи использовался маршрутизатор стороннего производителя.

Заключение

Успешная реализация этого проекта автоматизации демонстрирует мощь и гибкость ПЛК Siemens S7-1200 в решении сложных задач промышленной автоматизации. Тщательно учитывая такие факторы, как ПИД-регулирование, протоколы связи и выбор HMI, мы смогли предоставить решение, которое отвечало конкретным требованиям заказчика и превзошло его ожидания.

Уникальные идеи

• ПИД-управление. Использование ПИД-регулирования для управления натяжением является обычной практикой в ​​бумажной промышленности, но конкретная настройка ПИД-параметров может существенно повлиять на производительность системы.
• PROFINET: Выбор PROFINET в качестве протокола связи имел решающее значение для обеспечения высокоскоростной и детерминированной связи между ПЛК и ЧРП.
• Выбор HMI. Выбор HMI и использование стороннего маршрутизатора для обеспечения связи подчеркивает важность учета конкретных потребностей приложения при выборе компонентов автоматизации.

Дополнительные соображения для будущих проектов

• Прогнозное обслуживание. Реализация стратегий профилактического обслуживания может помочь сократить время простоев и повысить общую надежность системы.
• Кибербезопасность. Поскольку промышленные системы управления становятся все более взаимосвязанными, крайне важно внедрять надежные меры кибербезопасности для защиты от кибератак.
• Интеграция с облаком. Интеграция системы автоматизации с облачными платформами может обеспечить удаленный мониторинг, анализ данных и приложения машинного обучения.