Automatiseringsproject voor productielijnen van staalfabrieken

De klant is een particuliere staalfabrikant van draad- en stalen staven in Maharashtra, India. Als middelgroot binnenlands staalverwerkend bedrijf specialiseert het zich in de productie van wapenings- en ronde staven voor de bouw, met een jaarlijkse productiecapaciteit van ongeveer 300.000 metrische ton. Het bestaande automatiseringssysteem van de productielijn van de fabriek was al meer dan 12 jaar in gebruik; de kerncontrollers waren ernstig verouderd, wat resulteerde in een steeds frequentere uitval door storingen jaar na jaar, en het systeem kon niet voldoen aan de nieuwe eisen voor energie-efficiëntiecontrole.
De klant was van plan de automatisering van zijn kernproductielijnen te voltooien tijdens het jaarlijkse onderhoudsvenster. Uiteindelijk heeft de klant het volledige assortiment SIMATIC SIMATIC S7 PLC's en ondersteunende modules aangeschaft. De totale contractwaarde bedroeg 500.000 RMB, inclusief automatiseringsupgrades en aanvulling van reserveonderdelen voor de hoofdwalstraat, de verwarmingsoven en de hulpwerkplaats in alle productieafdelingen.

Klant Product Aankooplijst
• 1 set SIMATIC S7-400H redundante PLC master systeem (kernbesturing voor de hoofdwalstraat)
• 2 sets SIMATIC S7-1500 serie PLC's (temperatuurregeling voor verwarmingsovens, logische regeling voor de afwerkingslijn)
• SIMATIC S7-300 Serie PLC Modules: een partij (voor nieuwe slave stations en vervanging van reserveonderdelen ter plaatse)
• SIMATIC S7-1200 Serie PLC's: 5 sets (voor hulpverleningsprocessen zoals transport van grondstoffen, waterbehandeling en stofverwijderingssystemen)

II. Kernproblemen en Oplossingen voor het Project
Probleem 1: Moeilijkheden bij de integratie van oude en nieuwe systemen, waardoor uniforme controle onmogelijk is
De locatie van de klant had oorspronkelijk meerdere S7-300 slave stations en DC snelheidsregelaars. Na het upgraden van het kern master station was het noodzakelijk om uniforme monitoring en gegevensuitwisseling te realiseren tussen de oude en nieuwe PLC's en de oude en nieuwe productieafdelingen. Tegelijkertijd moest de klant enkele nieuwe slave station werkstations toevoegen. Als alle apparatuur zou worden vervangen door de nieuwe generatie, zou het budget aanzienlijk worden overschreden en zou het renovatieschema niet overeenkomen met het onderhoudsvenster.
Oplossing: Er werd een gelaagde, gedistribueerde besturingsarchitectuur aangenomen, met een redundante S7-400H PLC als master controller voor de gehele lijn. Door gebruik te maken van een dual-protocol netwerk dat Profibus-DP en Profinet combineert, integreert het systeem naadloos de bestaande S7-300 slave stations met de nieuw toegevoegde S7-1200 hulpstations; Het verwarmingsoven gedeelte maakt gebruik van de S7-1500 voor nauwkeurige gesloten-lus temperatuurregeling, waarbij alle controllergegevens uniform worden geïntegreerd in het bestaande WinCC monitoringsysteem van de klant, waardoor de noodzaak om de hostsoftware te vervangen wordt geëlimineerd. Deze oplossing vervangt alleen het kern master station en de controllers van de belangrijkste processectie, waarbij meer dan 60% van de bestaande apparatuur van de klant behouden blijft, terwijl het systeem wordt aangevuld met S7-300 reservemodules voor vervanging ter plaatse van verouderende componenten. Deze aanpak voldoet niet alleen aan de eisen voor prestatieverbetering, maar blijft ook strikt binnen het budget van de klant.

Probleem 2: Onvoldoende betrouwbaarheid van apparatuur onder extreme bedrijfsomstandigheden, wat resulteert in aanhoudend hoge storingspercentages
De omgevingstemperatuur in Indiase staalfabrieken overschrijdt het hele jaar door consequent 45°C, met hoge concentraties metaalstof. Bovendien ervaart het elektriciteitsnet van de fabriek frequente fluctuaties en pieken. De klant had eerder meerdere gevallen gehad van PLC-modules die beschadigd raakten door hoge temperaturen en stroompieken, met maximaal drie uitvalgerelateerde stilstanden in één maand, wat aanzienlijke verliezen opleverde. Ze waren bezorgd dat de nieuwe apparatuur deze zware bedrijfsomstandigheden ook niet zou kunnen weerstaan.
Oplossing:
1. Het gehele PLC-systeem maakt gebruik van SIMATIC modules met een breed temperatuurbereik, die bedrijfstemperaturen van -25°C tot 60°C ondersteunen, waardoor ze geschikt zijn voor de hoge temperaturen in India;
2. Er wordt een IP54 stofbestendige schakelkastoplossing geboden, met ingebouwde koelkanalen en stof filters om het binnendringen van metaalstof te voorkomen;
3. SITOP redundante industriële voedingen werden geïntegreerd, met uitgebreide bescherming tegen overspanning, onderspanning en pieken om netwerkfluctuaties te weerstaan;
4. Een levering van 5% kritieke slijtageonderdelen werd bij elke bestelling meegeleverd om snelle vervanging ter plaatse te ondersteunen en stilstand door storingen te minimaliseren.

Probleem 3: Strakke leveringsschema dat niet kan aansluiten bij het onderhoudsvenster
Het jaarlijkse onderhoudsvenster van de klant is slechts 45 dagen, terwijl het standaard grensoverschrijdende bestel- en douaneafhandelingsproces meer dan 60 dagen duurt. Als de levering van de apparatuur wordt vertraagd, wordt het renovatieplan uitgesteld, wat resulteert in een geschat dagelijks productie verlies van meer dan 200.000 yuan.