Έργο αναβάθμισης αυτοματισμού για γραμμές παραγωγής χαλυβουργείου

Ο πελάτης είναι ένας ιδιωτικός κατασκευαστής χάλυβων μπάρας και σύρματος στη Μαχαράστρα της Ινδίας. Ως μεσαίου μεγέθους εγχώρια επιχείρηση επεξεργασίας χάλυβα, ειδικεύεται στην παραγωγή ράβδων οπλισμού και στρογγυλών ράβδων για κατασκευές, με ετήσια παραγωγική ικανότητα περίπου 300.000 μετρικών τόνων. Το υπάρχον σύστημα αυτοματισμού της γραμμής παραγωγής του εργοστασίου ήταν σε λειτουργία για πάνω από 12 χρόνια· οι κεντρικοί του ελεγκτές ήταν σοβαρά παλαιοί, με αποτέλεσμα αυξανόμενη συχνότητα διακοπών λειτουργίας λόγω βλαβών χρόνο με το χρόνο, και το σύστημα δεν μπορούσε να καλύψει τις νέες απαιτήσεις ελέγχου ενεργειακής απόδοσης.
Ο πελάτης σχεδίαζε να ολοκληρώσει την αναβάθμιση αυτοματισμού των βασικών γραμμών παραγωγής του κατά τη διάρκεια του ετήσιου παραθύρου συντήρησης. Τελικά, ο πελάτης προμηθεύτηκε την πλήρη γκάμα των PLC SIMATIC SIMATIC S7 και των υποστηρικτικών μονάδων. Η συνολική αξία της σύμβασης ήταν 500.000 RMB, καλύπτοντας αναβαθμίσεις ελέγχου και αναπλήρωση ανταλλακτικών για την κύρια γραμμή έλασης, τον κλίβανο θέρμανσης και το βοηθητικό εργαστήριο σε όλες τις ενότητες παραγωγής.

Λίστα Αγορών Προϊόντων Πελάτη
• 1 σετ εφεδρικού κύριου συστήματος PLC SIMATIC S7-400H (κεντρικός έλεγχος για την κύρια γραμμή έλασης)
• 2 σετ PLC σειράς SIMATIC S7-1500 (έλεγχος θερμοκρασίας για κλιβάνους θέρμανσης, έλεγχος λογικής για τη γραμμή φινιρίσματος)
• Μονάδες PLC σειράς SIMATIC S7-300: μια παρτίδα (για νέους σταθμούς slave και αντικατάσταση ανταλλακτικών επί τόπου)
• PLC σειράς SIMATIC S7-1200: 5 σετ (για βοηθητικές διαδικασίες όπως μεταφορά πρώτων υλών, επεξεργασία νερού και συστήματα απομάκρυνσης σκόνης)

II. Βασικά Θέματα και Λύσεις για το Έργο
Θέμα 1: Δυσκολία Ενσωμάτωσης Παλαιών και Νέων Συστημάτων, Καθιστώντας τον Ενιαίο Έλεγχο Ανέφικτο
Η τοποθεσία του πελάτη είχε αρχικά πολλούς σταθμούς slave S7-300 και εξοπλισμό ελέγχου ταχύτητας DC. Μετά την αναβάθμιση του κεντρικού σταθμού master, ήταν απαραίτητο να επιτευχθεί ενοποιημένη παρακολούθηση και ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ των παλαιών και νέων PLC και των παλαιών και νέων ενοτήτων παραγωγής. Ταυτόχρονα, ο πελάτης χρειαζόταν να προσθέσει μερικούς νέους σταθμούς εργασίας slave. Εάν αντικαθίστατο όλος ο εξοπλισμός με τη νέα γενιά, ο προϋπολογισμός θα ξεπερνούσε σημαντικά, και το χρονοδιάγραμμα ανακατασκευής δεν θα ευθυγραμμιζόταν με το παράθυρο συντήρησης.
Λύση: Υιοθετήθηκε μια πολυεπίπεδη, κατανεμημένη αρχιτεκτονική ελέγχου, με ένα εφεδρικό PLC S7-400H να λειτουργεί ως ο κύριος ελεγκτής για ολόκληρη τη γραμμή. Χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο διπλού πρωτοκόλλου που συνδυάζει Profibus-DP και Profinet, το σύστημα ενσωματώνει απρόσκοπτα τους υπάρχοντες σταθμούς slave S7-300 με τους νεοπροστιθέμενους βοηθητικούς σταθμούς S7-1200· Η ενότητα του κλιβάνου θέρμανσης χρησιμοποιεί το S7-1500 για να επιτύχει έλεγχο θερμοκρασίας κλειστού βρόχου υψηλής ακρίβειας, με όλα τα δεδομένα του ελεγκτή να ενσωματώνονται ομοιόμορφα στο υπάρχον σύστημα παρακολούθησης WinCC του πελάτη, εξαλείφοντας την ανάγκη αντικατάστασης του λογισμικού του κεντρικού υπολογιστή. Αυτή η λύση αντικαθιστά μόνο τον κεντρικό σταθμό master και τους ελεγκτές βασικών ενοτήτων διεργασίας, διατηρώντας πάνω από το 60% του υπάρχοντος εξοπλισμού του πελάτη, ενώ συμπληρώνει το σύστημα με εφεδρικές μονάδες S7-300 για αντικατάσταση παλιών εξαρτημάτων επί τόπου. Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο καλύπτει τις απαιτήσεις αναβάθμισης απόδοσης, αλλά παραμένει αυστηρά εντός του προϋπολογισμού του πελάτη.

Θέμα 2: Ανεπαρκής αξιοπιστία εξοπλισμού υπό ακραίες συνθήκες λειτουργίας, με αποτέλεσμα επίμονα υψηλά ποσοστά βλαβών
Η θερμοκρασία περιβάλλοντος στα εργαστήρια χαλυβουργείων της Ινδίας υπερβαίνει σταθερά τους 45°C καθ' όλη τη διάρκεια του έτους, με υψηλή συγκέντρωση μεταλλικής σκόνης. Επιπλέον, το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας του εργοστασίου παρουσιάζει συχνές διακυμάνσεις και υπερτάσεις. Ο πελάτης είχε προηγουμένως αντιμετωπίσει πολλαπλές περιπτώσεις καταστροφής μονάδων PLC λόγω υψηλών θερμοκρασιών και υπερτάσεων, με μέγιστο αριθμό τριών διακοπών λειτουργίας λόγω βλάβης σε ένα μήνα, με αποτέλεσμα σημαντικές απώλειες. Ανησυχούσαν ότι ο νέος εξοπλισμός δεν θα μπορούσε επίσης να αντέξει αυτές τις σκληρές συνθήκες λειτουργίας.
Λύση:
1. Ολόκληρο το σύστημα PLC χρησιμοποιεί μονάδες SIMATIC ευρέος φάσματος θερμοκρασιών, υποστηρίζοντας θερμοκρασίες λειτουργίας από -25°C έως 60°C, καθιστώντας τις κατάλληλες για τα περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας της Ινδίας·
2. Παρέχεται λύση ερμαρίου ελέγχου με προστασία IP54 από σκόνη, με ενσωματωμένους αγωγούς ψύξης και φίλτρα σκόνης για την αποτροπή εισόδου μεταλλικής σκόνης·
3. Ενσωματώθηκαν εφεδρικά βιομηχανικά τροφοδοτικά SITOP, με ολοκληρωμένη προστασία από υπέρταση, υπόταση και υπερτάσεις για την αντοχή στις διακυμάνσεις του δικτύου·
4. Συμπεριλήφθηκε προμήθεια 5% κρίσιμων ανταλλακτικών φθοράς με κάθε παραγγελία για την υποστήριξη γρήγορης αντικατάστασης επί τόπου και την ελαχιστοποίηση του χρόνου διακοπής λειτουργίας λόγω βλαβών.

Θέμα 3: Στενό χρονοδιάγραμμα παράδοσης που δεν μπορεί να ευθυγραμμιστεί με το παράθυρο συντήρησης
Το ετήσιο παράθυρο συντήρησης του πελάτη είναι μόνο 45 ημέρες, ενώ η τυπική διαδικασία διασυνοριακής παραγγελίας και εκτελωνισμού διαρκεί πάνω από 60 ημέρες. Εάν καθυστερήσει η παράδοση του εξοπλισμού, το σχέδιο ανακατασκευής θα τεθεί σε αναμονή, με αποτέλεσμα εκτιμώμενη ημερήσια απώλεια παραγωγής άνω των 200.000 γιουάν.