طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet و برنامه‌نویسی خط خلاء تولید نبات و شکر پنیر شرکت توسعه اسفدان شرق (گلیران)

شرکت توسعه اسفدان شرق (گلیران) | اتوماسیون پخت تحت خلأ نبات با زیمنس ET 200MP، اینورتر دانفوس VLT و مانیتورینگ HMI

فرآیند تولید شربت نبات و شکرپنیر مرغوب بر پایه تبخیر و پخت قوام‌یافته در دیگ‌های اواپراتور تحت خلأ استوار است. در دیگ‌های سنتی به دلیل اعمال حرارت مستقیم و دمای جوش بالا، قند کاراملیزه شده و رنگ کریستال‌های نبات تیره و کدر می‌گردد؛ در حالی که در فرآیند پخت تحت خلأ (Vacuum Cooking)، ایجاد فشار منفی نقطه جوش شربت غلیظ شکر را تا بازه ۶۰ الی ۶۵ درجه سانتی‌گراد پایین می‌آورد و کریستال‌هایی شفاف، سفید و با خلوص بالا پدید می‌آورد. کنترل دقیق این تعادل ترمودینامیکی ظریف نیازمند سامانه‌ای هوشمند است. بر همین مبنا، پروژه طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet برای خط خلأ صنایع غذایی گلیران توسط مهندسان شرکت جویا صنعت اجرا گردید.

هدف بنیادین در پروژه طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet و برنامه‌نویسی خط خلاء تولید نبات، حذف خطای اپراتوری، تنظیم پیوسته شیرهای بخار و پایش دقیق حسگرهای فشار منفی مخازن بود. پیاده‌سازی این سیستم با استانداردهای مدرن طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet، ثبات کیفی محصول نهایی کارخانه توسعه اسفدان شرق را به بهترین سطح رسانده است.

معماری رابط کاربری HMI زیمنس و کنترل متمرکز فرآیند خلاء

در خطوط مدرن تحت خلأ، اپراتور نیازمند دسترسی به گرافیک سه‌بعدی دیگ‌های پخت، ترندهای تغییرات فشار منفی، دمای ژاکت بخار و سرعت همزن است. بر روی درب تابلوی این پروژه، تاچ‌پنل صنعتی زیمنس سری SIMATIC HMI تعبیه شده که با محیط نرم‌افزاری پیشرفته پیکربندی گردیده است.

در سامانه اتوماسیون خط پخت نبات تحت خلاء با پی ال سی زیمنس و تاچ پنل HMI، فرآیند راه‌اندازی با کلیدهای سلکتوری و شستی‌های اضطراری محافظت شده است. در صورت بروز هرگونه افت ناگهانی در خلأ یا بالا رفتن دمای پخت، چراغ سیگنال دکل سه‌طبقه (Signal Tower) نصب‌شده بر سقف کابینت وضعیت هشدار را اعلام می‌نماید. اصول ارگونومیک به کار رفته در طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet نظارت بر این پروسه حساس را بسیار آسان ساخته است.

هسته کنترلی ماژولار زیمنس SIMATIC ET 200MP تحت شبکه پروانت

علت اصلی نام‌گذاری این تابلو به عنوان ET Cabinet، استقرار رک ورودی/خروجی توزیع‌شده صنعتی زیمنس مدل SIMATIC ET 200MP بر روی ریل آلومینیومی اختصاصی Siemens Profile Rail (با کد سفارش 6ES7 590-1AF30-0AA0) است. این ایستگاه پردازشی از طریق ماژول رابط پیشرفته اینترفیس IM 155-5 PN ST با پروتکل پرسرعت PROFINET به شبکه اترنت صنعتی کارخانه متصل می‌باشد.

ماژول ترکیبی DI/DQ برای دریافت و ارسال سیگنال‌های قطع و وصل و ماژول ورودی آنالوگ ۸ کاناله دقیق با لیبل AI8 (کارت 6ES7 531) وظیفه قرائت ترانسمیترهای پیزوالکتریک فشار خلأ و سنسورهای دمای مقاومتی PT100 را انجام می‌دهند. همچنین کارت خروجی آنالوگ AQ4 برای صدور فرامین کنترلی تدریجی $4-20\text{ mA}$ به پوزیشنرهای تدریجی بخار وکیوم نصب شده است. کیفیت وایرینگ و عایق‌بندی سیگنال در فرآیند طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet، مقاومت نویزپذیری خط ابزار دقیق را به حداکثر رسانده است.

تغذیه صنعتی SITOP و حفاظت چندگانه مدارات قدرت و اقلیم

مدارات الکترونیکی ابزار دقیق و شیرهای کنترلی برای جلوگیری از خطای اندازه‌گیری نیازمند ولتاژ کاملاً رگوله‌شده هستند. در تابلوی تابلو برق صنعتی کارخانه نبات و شکرپنیر گلیران با اینورتر دانفوس و تغذیه سیتوپ، منبع تغذیه پرتوان زیمنس مدل Siemens SITOP PSU100S با جریان خروجی ۲۴ ولت ۱۰ آمپر (کد سفارش 6EP1334-2BA20) به کار گرفته شده است.

حفاظت سیستم در برابر افت فاز، جابجایی فاز و عدم تقارن شبکه با رله کنترل فاز پیشرفته اشنایدر الکتریک مدل Schneider RM17TG00 پیاده‌سازی گردیده است. توزیع تغذیه توسط بلوک‌های شینه‌ای Blox Connect FJ-415 و کلیدهای مینیاتوری اشنایدر مدل‌های iK60N و C60N با برچسب‌های تفکیک‌شده F-Main، F-Drive1 و F-PFC صورت می‌گیرد. علاوه بر این، کنترل اقلیم دمای داخل تابلو توسط یک ترموستات آنالوگ تابلویی تنظیمی ($0$ تا $60$ درجه سانتی‌گراد) با لیبل Thermostat و فن‌های بلبرینگی پرقدرت پایش می‌شود. این رویکرد حفاظتی در طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet طول عمر مفید بردهای پردازنده را افزایش می‌دهد.

سوئیچ اترنت Scalance، رله‌های باریک واسط و اینورتر Danfoss VLT

ارتباطات داده‌ای پرسرعت میان تاچ‌پنل HMI، ایستگاه ET 200MP و اتاق کنترل مرکزی از طریق سوئیچ اترنت صنعتی زیمنس مدل Siemens SCALANCE XB005 هدایت می‌شود. در کنار این سوئیچ، یک بلوک ردیفی شامل ۱۶ عدد رله واسط فوق‌باریک (Relay 1 تا Relay 16) با ایزولاسیون اپتوکوپلری تعبیه شده است تا فرمان‌های خروجی PLC به بوبین شیرهای برقی پنوماتیک و کنتاکتورها بدون کوچک‌ترین القای بار بازگشتی منتقل شوند.

کنترل گشتاور و سرعت چرخش الکتروموتورهای حساس خط نظیر پمپ‌های سانتریفیوژ وکیوم به کمک درایو پیشرفته دانمارکی Danfoss VLT Micro Drive صورت می‌پذیرد. این اینورتر که با برچسب مهندسی Drive1 علامت‌گذاری شده، راه‌اندازی و توقف نرم را بدون ضربه مکانیکی فراهم می‌سازد. انسجام مدولار این مجموعه در طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet کیفیت بالایی به خط تولید بخشیده است.

ترمینال‌بندی تخصصی ابزار دقیق و ترانسمیترهای فرآیندی

طبقه تحتانی تابلو به آرایش ترمینال‌های ورودی و خروجی فیلد اختصاص یافته است. کانال‌های سنسورهای تحلیلی خط پخت با برچسب‌های چاپی F-1PH100 و F-1BX100 ایزوله گردیده‌اند و ترمینال‌های رزرو AI (Reserve 1 تا 5) امکان توسعه خطوط سنجش بریکس و ویسکوزیته در آینده را به راحتی فراهم می‌کنند.

ترمینال‌های ورودی دیجیتال (Digital Inputs) و خروجی‌های فرمانی (Digital Outputs) با شماره‌سیم‌های حرارتی تفکیک شده و پریز سرویس پرتابل تابلویی نیز برای برنامه‌ریزی مهندسی مستقر شده است. پروژه طراحی و مونتاژ تابلوی کنترل ET Cabinet در کارخانه قند و نبات توسعه اسفدان شرق (گلیران) نمونه‌ای روشن از مهندسی بومی کنترل دقیق در صنایع غذایی به‌شمار می‌رود.