철강 공장 생산 라인 자동화 업그레이드 프로젝트

이 고객은 인도 마하라슈트라에 위치한 민간 소유의 바 및 와이어 로드 철강 제조업체입니다. 중견 국내 철강 가공 기업으로서 건설용 철근 및 원형 봉 생산을 전문으로 하며, 연간 생산 능력은 약 300,000톤입니다. 공장의 기존 생산 라인 자동화 시스템은 12년 이상 사용되었으며, 핵심 컨트롤러가 심각하게 노후화되어 고장으로 인한 가동 중단이 매년 증가하고 있었고, 시스템은 새로운 에너지 효율 제어 요구 사항을 충족할 수 없었습니다.
고객은 연간 정기 보수 기간 동안 핵심 생산 라인의 자동화 업그레이드를 완료할 계획이었습니다. 최종적으로 고객은 SIMATIC SIMATIC S7 PLC 및 지원 모듈 전체를 구매했습니다. 총 계약 금액은 500,000위안으로, 주요 압연 라인, 가열로, 보조 작업장의 모든 생산 섹션에 대한 제어 업그레이드 및 예비 부품 보충을 포함했습니다.

고객 제품 구매 목록
• SIMATIC S7-400H 이중화 PLC 마스터 시스템 1세트 (주요 압연 라인 핵심 제어)
• SIMATIC S7-1500 시리즈 PLC 2세트 (가열로 온도 제어, 마무리 라인 로직 제어)
• SIMATIC S7-300 시리즈 PLC 모듈: 1회분 (새로운 슬레이브 스테이션 및 현장 예비 부품 교체용)
• SIMATIC S7-1200 시리즈 PLC: 5세트 (원자재 운송, 수처리, 집진 시스템 등 보조 공정용)

II. 프로젝트의 핵심 문제점 및 해결 방안
문제 1: 기존 시스템과 신규 시스템 통합의 어려움, 통합 제어 불가능
고객 현장에는 원래 여러 개의 S7-300 슬레이브 스테이션과 DC 속도 제어 장비가 있었습니다. 마스터 스테이션 업그레이드 후, 기존 및 신규 PLC와 기존 및 신규 생산 섹션 간의 통합 모니터링 및 데이터 교환을 달성해야 했습니다. 동시에 고객은 일부 새로운 슬레이브 스테이션 워크스테이션을 추가해야 했습니다. 모든 장비를 신세대 장비로 교체하면 예산이 크게 초과되고, 개조 일정은 보수 기간과 맞지 않았습니다.
해결 방안: 이중화 S7-400H PLC를 전체 라인의 마스터 컨트롤러로 사용하는 계층적 분산 제어 아키텍처를 채택했습니다. Profibus-DP와 Profinet을 결합한 이중 프로토콜 네트워크를 활용하여 기존 S7-300 슬레이브 스테이션과 새로 추가된 S7-1200 보조 스테이션을 원활하게 통합합니다. 가열로 섹션은 S7-1500을 사용하여 고정밀 폐쇄 루프 온도 제어를 달성하며, 모든 컨트롤러 데이터는 고객의 기존 WinCC 모니터링 시스템에 통합되어 호스트 소프트웨어를 교체할 필요가 없습니다. 이 솔루션은 핵심 마스터 스테이션과 주요 공정 섹션 컨트롤러만 교체하고 고객의 기존 장비 중 60% 이상을 유지하며, 노후화된 구성 요소의 현장 교체를 지원하기 위해 S7-300 예비 모듈을 시스템에 추가합니다. 이 접근 방식은 성능 업그레이드 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 고객의 예산 범위 내에서 엄격하게 유지됩니다.

문제 2: 극한의 작동 조건에서 장비 신뢰성 부족, 지속적인 높은 고장률
인도 철강 공장 작업장의 주변 온도는 연중 45°C를 초과하며 금속 먼지 농도가 높습니다. 또한, 공장의 전력망은 빈번한 변동과 서지를 경험합니다. 고객은 이전에 고온 및 전력 서지로 인해 PLC 모듈이 손상되는 여러 사례를 경험했으며, 한 달에 최대 3번의 고장 관련 가동 중단으로 상당한 손실을 입었습니다. 그들은 신규 장비도 이러한 열악한 작동 조건을 견딜 수 없을까 봐 우려했습니다.
해결 방안:
1. 전체 PLC 시스템은 SIMATIC 광범위 온도 모듈을 사용하여 -25°C에서 60°C까지의 작동 온도를 지원하므로 인도의 고온 환경에 적합합니다.
2. IP54 방진 제어 캐비닛 솔루션을 제공하며, 금속 먼지 유입을 방지하기 위해 내장 냉각 덕트와 방진 필터가 특징입니다.
3. SITOP 이중화 산업용 전원 공급 장치를 통합하여 과전압, 저전압 및 서지에 대한 포괄적인 보호 기능을 제공하여 그리드 변동에 견딜 수 있습니다.
4. 각 주문에 대해 중요 마모 부품의 5%를 공급하여 신속한 현장 교체를 지원하고 고장으로 인한 가동 중단을 최소화합니다.

문제 3: 보수 기간과 일치하지 않는 촉박한 납기 일정
고객의 연간 정기 보수 기간은 45일에 불과하지만, 표준적인 국경 간 주문 및 통관 절차는 60일 이상 소요됩니다. 장비 납품이 지연되면 개조 계획이 보류되어 하루 생산 손실이 200,000위안 이상 발생할 것으로 예상됩니다.