przemysł spożywczy

PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
Nutricia Polska
System sterowania
dla wydziału produkcji
odżywek dziecięcych
pakowanych do słoiczków
Dok. Nr PLPN010
Wersja: 22-06-2006
ASKOM® to zastrzeżony znak firmy ASKOM Sp. z o. o., Gliwice. Inne występujące w tekście znaki firmowe bądź
towarowe są zastrzeżonymi znakami ich właścicieli.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej publikacji w
jakiejkolwiek postaci jest zabronione. Wykonywanie kopii metodą kserograficzną, fotograficzną lub inną
powoduje naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji.
ASKOM Sp. z o. o. nie bierze żadnej odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody wynikłe z wykorzystywania
zawartych w publikacji treści.
Copyright © 2006, ASKOM Sp. z o. o., Gliwice
ASKOM Sp. z o. o., ul. Józefa Sowińskiego 13, 44-121 Gliwice,
tel. +48 (0) 32 3018100, fax +48 (0) 32 3018101,
http://www.askom.com.pl, e-mail: [email protected]
NOTA APLIKACYJNA
NUTRICIA
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
Konfiguracja systemu sterowania
W roku 2004 firma Nutricia, jeden z czołowych producentów żywności dla dzieci, rozpoczęła
modernizację zakładu w Opolu, której celem było zwiększenie możliwości produkcyjnych. Jako dostawca
systemu automatyki wybrana została firma ASKOM. Kompleksowa realizacja zadania obejmowała
wykonanie projektów części elektrycznej oraz pomiarowej, kompletację dostaw, oprogramowanie
systemu sterowania, prace montażowe na obiekcie i uruchomienie systemu.
Realizacja inwestycji została podzielona na trzy zasadnicze etapy. Etap pierwszy obejmujący ok. 65%
stanu docelowego został zakończony we wrześniu 2004 roku. Obecnie trwają prace nad realizacją etapu
2 oraz wdrożeniem oprogramowania systemu wsadowego.
Produkcja na wydziale wytwarzającym odżywki dziecięce pakowane do słoiczków jest typowym
przykładem procesu wsadowego – przygotowywane są zadane porcje różnych produktów według
określonych receptur. Ze względu na szeroki asortyment produkowanych wyrobów szczególnego
znaczenia nabiera możliwość swobodnego tworzenia dużej liczby receptur oraz możliwość łatwego
wprowadzania zmian. Dodatkowym kryterium podczas wyboru systemu sterowania była zgodność z
normą S88 (ANSI/ISA-88.01-1995). Wszystkie wymienione warunki spełnia wybrany dla realizacji
przedsięwzięcia produkt firmy Siemens – PCS7 z pakietem Simatic BATCH w wersji 6.0.
Stacja edycji
receptur
Stacja operatorska 1
OS / Batch
Stacja Operatorska 2
OS / WebNavigator
Terminal 1
Terminal 2
Terminal 3
Terminal 4
Terminal 5
Sie? zak?adowa Ethernet
OS Ethernet
Serwer BATCH
Redundantny Serwer OS
Stacja
In?ynierska
Industrial Ethernet
Stacja AS 1
Stacja AS 2
...
...
PROFIBUS-DP
PROFIBUS-DP
ET200S
ET200S
...
...
Micromaster
ET200eco
Micromaster
...
Konfiguracja systemu sterowania.
MARZEC 2005
strona 1
NUTRICIA
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
NOTA APLIKACYJNA
Warstwa operatorska
Jednym z podstawowych czynników wpływających na dobór konfiguracji systemu PCS7 było
osiągnięcie wysokiej dyspozycyjności i niezawodności. Z tego względu zastosowano strukturę z
redundantnym serwerem OS oraz dwoma stacjami klienckimi, a także z niezależnym serwerem Simatic
BATCH, który w przyszłości zostanie zredundowany przez połączenie z analogicznym serwerem
drugiego z modernizowanych wydziałów. Jedna ze stacji operatorskich wyposażona została w pakiet
oprogramowania Batch Control Centre do sterowania produkcją wsadową. Niezależna stacja służy do
wprowadzania i edycji receptur. Stacja operatorska 2 została wyposażona w oprogramowanie
WebNavigator i będzie pełniła dodatkowo funkcję serwera www, udostępniającego informacje
procesowe w sieci zakładowej z poziomu standardowych przeglądarek.
Stacje automatyki i urządzenia we/wy
Do sterowania procesem przewidziano dwie stacje automatyki AS 416-3. O wyborze standardu wejść
/ wyjść zdecydowały trzy podstawowe czynniki: prostota i szybkość montażu na obiekcie, elastyczność w
doborze konfiguracji oraz możliwość wymiany modułów bez wyłączania pola. Obecnie do obydwu stacji
automatyki podłączonych jest łącznie 10 pól ET200S z ponad 500 modułami we/wy. Dodatkową zaletą
zastosowania standardu ET200S jest możliwość zastąpienia interfejsu pola przez moduł programowalny,
co okazało się być istotne przy realizacji sterowań na tyle szybkich, że nie było możliwe spełnienie
wymagań czasowych w konfiguracji klasycznej układu z rozproszonymi elementami wejść/wyjść.
Specyfika produkcji na wydziale odżywek wymaga lokalnego nadzoru nad procesem w 11 węzłach
produkcyjnych. W tym celu zastosowano dwa typy paneli dotykowych: MP270 z ekranem kolorowym o
przekątnej 10” w węzłach obejmujących bardziej złożone fragmenty technologii oraz TP170B z ekranem
kolorowym o przekątnej 5.7”w prostszych węzłach technologicznych..
Około stu, czyli niemal połowa napędów zastosowanych w technologii, wymaga regulacji prędkości
obrotowej. Dotyczy to silników o bardzo różnych mocach – od 0,37kW po 40kW. Naturalnym
rozwiązaniem było zastosowanie przemienników częstotliwości wyposażonych w interfejs PROFIBUS-DP
i połączonych ze stacjami automatyki. Wybrano przemienniki częstotliwości firmy Siemens typu
Micromaster z rodziny 420 oraz 440, które poza wysokimi walorami użytkowymi zapewniają również
łatwą integrację z systemem PCS7.
Kolejnym zagadnieniem, które należało rozwiązać było ważenie - docelowo w systemie zostanie
użytych 10 wag, obecnie jest ich 7. Do realizacji wszystkich wag wykorzystano procesory wagowe
SIWAREX U. Dzięki istnieniu odpowiedniej biblioteki ich integracja z PCS7 nie nastręcza trudności.
Bezpieczeństwo instalacji
Technologia wydziału została podzielona na 25 grup zatrzymania awaryjnego zgodnie z
następującymi zasadami:
• każda grupa zlokalizowana jest w tym samym pomieszczeniu,
• każda grupa obejmuje logicznie wydzielony fragment technologii,
• dla każdej grupy przewidziano jeden lub kilka przycisków bezpieczeństwa.
Naciśnięcie przycisku bezpieczeństwa powoduje natychmiastowe i bezwarunkowe wyłączenie
wszystkich urządzeń elektrycznych z danej grupy. Wyłączenie to realizowane jest sprzętowo przez
odłączenie napięcia zasilania. Zaprojektowane rozwiązanie jest zgodne z normą EN 954-1 – spełnia
wszystkie wymagania kategorii bezpieczeństwa 1 – kategorii zatrzymania 0. Kategoria bezpieczeństwa
może być w prosty sposób zwiększona do kategorii 2 przez zastosowanie przekaźników bezpieczeństwa.
strona 2
MARZEC 2005
NOTA APLIKACYJNA
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
NUTRICIA
Oprogramowanie systemu
Oprogramowanie systemu zostało w większości wykonane w graficznym języku CFC. Do realizacji
sterowań sekwencyjnych wykorzystano pakiet SFC, natomiast do programowania bloków realizujących
bardziej zaawansowane funkcje najczęściej korzystano z języka SCL.
Sterowanie wszystkimi urządzeniami w trybie ręcznym, zmiana trybu pracy, czy ustawianie parametrów pracy może odbywać się zarówno z wykorzystaniem paneli operatorskich jak i stacji
komputerowych. Do celów remontowych przewidziano specjalny tryb uaktywniany wyłącznie przez
użytkowników o odpowiednim poziomie dostępu, który zezwala na sterowanie napędem z pominięciem
blokad – w tym trybie można sterować urządzeniem wyłącznie z najbliższego panela operatorskiego.
Dla ułatwienia obsługi paneli w trakcie produkcji wykorzystano – tak dalece jak pozwalają na to ich
możliwości techniczne – te same standardy, które zostały zastosowane w wizualizacji na stacjach operatorskich. Dotyczy to w szczególności kształtu i kolorystyki ikon napędów, wyglądu stacyjek sterowniczych, kolorystyki schematów technologicznych.
Dotychczasowe doświadczenia potwierdzają trafność przyjętych rozwiązań. Praktycznie od momentu
uruchomienia technologia, a co za tym idzie również system sterowania, podlegają procesowi
nieustannych modyfikacji. Sukcesywnie są montowane, podłączane do systemu i uruchamiane kolejne
nowe urządzenia, modyfikowane istniejące maszyny, wprowadzane zmiany w algorytmach sterowania.
Wszystkie prace modernizacyjne odbywają się przy zachowaniu ciągłej produkcji zakładu.
MARZEC 2005
strona 3
NUTRICIA
strona 4
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
MARZEC 2005
NOTA APLIKACYJNA