Постановка задачи
Компания «Технониколь», с которой сотрудничество ведётся с 2005 года, обратилась с запросом на модернизацию перемоточного комплекса Bastian. Накопился ряд проблем, требующих комплексного решения:
- Моральное и физическое устаревание головного контроллера и сервоприводов Siemens, снятых с производства
- Отказ шкафного кондиционера и несоблюдение температурного режима
- Утрата актуальности электрических схем за годы эксплуатации
- Необходимость работы по рецептам для разных типов перематываемых материалов
Объём работ
В объём работ по техническому заданию входили:
- Подбор сервоприводов, совместимых с существующими серводвигателями и их энкодерами
- Разработка комплекта электрических схем на новую систему управления
- Разработка, сборка и поставка трёхсекционного шкафа управления H01–H03 (силовые аппараты, сервосистема, ИБП, ПЛК)
- Разработка, сборка и поставка пульта оператора на базе промышленного ПК с локальной SCADA
- Поставка и замена распределённой периферии на Siemens Simatic ET 200SP
- Поставка и замена пневмоострова, оснащённого интерфейсом PROFINET
- Замена абсолютных энкодеров производства Siemens
- Разработка прикладного ПО ПЛК и SCADA-системы
- Монтаж и пусконаладка всего оборудования автоматизации
Концепция решения
На основе собранных данных сформирована концепция модернизации:
- Головной контроллер — Siemens S7-1500T (технологическая серия с поддержкой Motion Control)
- Сервосистема — Sinamics S120 (полная совместимость с существующими серводвигателями)
- Распределённая периферия — Siemens ET 200SP (замена устаревших модулей)
- Переход с PROFIBUS на PROFINET — более высокая скорость и надёжность
- SCADA-система — MasterSCADA с локальным развёртыванием на промышленном ПК
- Коммутационное и защитное оборудование — PROMPOWER (реле, автоматы, блоки питания)
Проектирование
Разработан полный комплект рабочей документации объёмом более 600 страниц. Трёхсекционный шкаф H01–H03 включает все компоненты среднего уровня автоматизации. Отдельный пульт оператора размещает промышленный ПК и монитор. Особое внимание уделено интеграции с существующими реле безопасности PILZ и сохранению функциональности при переходе.
Сборка и поставка
Сборка шкафов выполнена в Санкт-Петербурге. Принципиальная позиция компании: на объект отправляется оборудование с уже загруженным и протестированным релизом программного обеспечения. Это существенно сокращает время пусконаладки на объекте.
- Контроль качества монтажа и всех электрических соединений
- Загрузка и тестирование стартового релиза ПО в ПЛК
- Проведение предварительных испытаний на сборочном участке
Монтаж
Монтаж был перенесён на год в связи с загруженностью производства заказчика. Всё оборудование находилось на ответственном хранении. Для минимизации рисков заранее предусмотрена возможность быстрого возврата старой системы. Фактический монтаж завершён за 10 календарных дней.
Пусконаладочные работы
ПНР проводились в два этапа: вхолостую и с материалом. В ходе работ преодолён ряд нестандартных ситуаций:
- Параллельный капитальный ремонт механики потребовал координации работ
- Алгоритм циклограммы машины восстановлен по видеозаписям и комментариям операторов (GSD-файлы отсутствовали)
- Выявлен конструкторский просчёт: недостаточная мощность двигателя оси размотчика — реализована программная защита от перегрузки
- Сигнальная наладка завершена за 4 дня
- Все работы завершены в запланированные сроки
Результаты
Система введена в эксплуатацию и демонстрирует стабильную работу:
- Скорость перемотки — до 120 м/мин
- Точность намотки по длине — ±10 см
- Работа по рецептам, индивидуальным для каждого типа материала
- Передан актуальный комплект рабочей конструкторской документации
- Переданы исходные коды проектов ПО ПЛК и SCADA
- Выданы рекомендации по доработке механики для повышения надёжности
