Pobierz

X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
MONITORING MASZYN I LINII
TECHNOLOGICZNYCH PRODUKCJI FIRMY
TECHNICAL
MONITORING MASZYN I LINII
TECHNOLOGICZNYCH PRODUKCJI FIRMY TECHNICAL
Paweł NASKRĘT1
Sławomir SIETNIK2
Piotr WOŹNIAK3
Wstęp
W dzisiejszych czasach do prawidłowego i optymalnego przebiegu procesu
technologicznego potrzebna jest jego ciągła i pełna kontrola oraz analiza wszystkich
niezbędnych parametrów. W zintegrowanym procesie technologicznym kontroli oraz
monitoringowi powinny być poddane poszczególne maszyny jak i całe linie produkcyjne.
Nadzór nad przebiegiem procesu technologicznego, jego analiza oraz podejmowanie
decyzji w sytuacjach awaryjnych, to główne zadanie operatora. W zadaniu tym znaczącą
rolę odgrywają terminale interfejsów operatora (z ang. Operator Interface Terminals –
dalej nazywane OIT). Podstawowymi OIT stanowią dzisiaj róŜnego rodzaju panele
operatorskie.
Wraz z rozwojem nowoczesnej technologii firma Technical, producent maszyn
oraz całych linii technologicznych przemysłu odlewniczego, dostosowując się do
istniejących na świecie standardów z zakresu sterowania, wprowadza coraz to nowsze
rozwiązania związane z obsługą i sterowaniem produkowanych maszyn. Głównymi
kryteriami jakimi kierują się konstruktorzy firmy Technical z zakresu automatyki
i sterowania podczas tworzenia nowej aplikacji to:
- niezawodność,
- funkcjonalność,
- bezpieczeństwo,
- przejrzystość,
- jednoznaczność,
- łatwość w obsłudze,
- szybkość w reagowaniu na stany alarmowe,
- szybka identyfikacja przyczyn awaryjnych.
1.
Oprogramowanie i sprzęt wykorzystywany do monitorowania produkowanych
maszyn w firmie Technical
Aby w jak najlepszym stopniu spełnić wszystkie wymienione powyŜej kryteria
konstruktorzy korzystają z oprogramowania i sprzętu renomowanych firm na świecie
takich jak GE Fanuc czy Siemens.
Jednym ze stosowanych systemów do tworzenia aplikacji jest oprogramowanie GE
Fanuc Proficy.
Oprogramowanie to umoŜliwia nie tylko obsługę produkowanych przez firmę
urządzeń sterujących (tzn. programowanie ich, konfigurowanie i serwisowanie), ale
równieŜ tworzenie systemów wizualizacji i śledzenia procesu produkcyjnego oraz
zarządzania pochodzącymi z niego informacjami. Ma ono równieŜ słuŜyć do sprawnego
1
inŜ., P.P.P TECHNICAL, [email protected]
inŜ., P.P.P TECHNICAL, [email protected]
3
mgr inŜ., P.P.P TECHNICAL, [email protected]
2
141
X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
Odlewnictwo XXI wieku
technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze
zarządzania przedsiębiorstwem przez dostarczanie danych o procesach produkcyjnych
osobom odpowiedzialnym za funkcjonowanie zakładu.
Oprogramowanie umoŜliwia tworzenie rozbudowanych projektów, obejmujących
wiele programów sterujących czy układów lokalnej wizualizacji, za pomocą jednego
środowiska programistycznego. Wbudowane narzędzia aktywnej pomocy pozwalające na
natychmiastowy dostęp do informacji, biblioteka gotowych i tworzonych elementów oraz
moŜliwość pracy nad jednym projektem na wielu stanowiskach to tylko niektóre z funkcji
oprogramowania Proficy Machine Edition, które przyspieszają i ułatwiają pracę nad
projektami automatyki. Proficy ME składa się z kilku modułów, które słuŜą do obsługi
poszczególnych grup urządzeń. Choć kaŜdy z nich moŜe być zakupiony niezaleŜnie, po
zainstalowaniu stanowią one jedno narzędzie wykorzystujące wspólną bazę deklarowanych
zmiennych.
Rys. 1 Prezentacja oprogramowania Proficy Machine Edition.
Wykonane aplikacje w Proficy ME są instalowane na panelach operatorskich typu
Quickpanel CE firmy GE Fanuc. Panele te są najnowszą i najnowocześniejszą rodziną
paneli operatorskich w ofercie firmy GE Fanuc Automation. Są to urządzenia wyposaŜone
w:
• ekran dotykowy (monochromatyczny lub kolorowy, z matrycą STN lub TFT)
o przekątnej 6", 10", 12" lub 15",
• szybkie procesory Intel XScale,
• pamięć RAM o pojemności 16 MB, 32 MB lub 64 MB (z moŜliwością rozbudowy
do 80 MB, 96 MB lub 128 MB),
• pamięć nieulotną Flash, przeznaczoną do przechowywania aplikacji i danych,
• system operacyjny Microsoft Windows CE.NET.
142
X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
MONITORING MASZYN I LINII
TECHNOLOGICZNYCH PRODUKCJI FIRMY
TECHNICAL
Rys. 2 Panel typu Quickpanel CE firmy GE Fanuc
Do podstawowych cech tych urządzeń naleŜą bardzo rozbudowane moŜliwości
tworzenia grafiki, animacji obiektów, alarmowania, raportowania, wyświetlania trendów,
dorównujące niemalŜe zaawansowanym pakietom SCADA. Panele te charakteryzują się
takŜe bogatymi moŜliwościami komunikacyjnymi (port szeregowy RS232, RS232/RS485,
1 lub 2x port Ethernet 10/100 Mbit, moŜliwość dołoŜenia specjalistycznych kart
komunikacyjnych, np. do sieci Profibus). [1]
2.
Przykładowe rozwiązania monitoringu maszyn i linii technologicznych firmy
Technical
W ramach planu inwestycyjnego, prowadzonego od dwóch lat przez jedną
z renomowanych firm w Polsce z kapitałem zagranicznym, zajmującej się wytwarzaniem
urządzeń wentylacyjnych, zaistniała potrzeba zautomatyzowania procesu odlewania
poszczególnych części wentylatorów ze stopu aluminium. Celem modernizacji części
odlewni było zaprojektowanie i stworzenie aplikacji pozwalającej na całościowe
sterowanie, kontrolowanie i monitorowanie dwóch procesów:
- proces przygotowania (regeneracji) masy formierskiej,
- proces przygotowania form odlewniczych,
Oba procesy są kontrolowane i monitorowane na panelu graficznym typu Quickpanel
umieszczonym na głównym pulpicie sterowniczym(rys. 3).
143
X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
Odlewnictwo XXI wieku
technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze
Rys. 3 Widok pulpitu sterowniczego z panelem operatorskim.
Panel jest wyposaŜony w system operacyjny Windows CE oraz kolorowy 12 calowy,
dotykowy ekran. Na panelu zainstalowane jest licencjonowane oprogramowanie
umoŜliwiające obsługę aplikacji typu SCADA.
Całym procesem operator moŜne sterować za pomocą zainstalowanego panelu
operatorskiego. Na poszczególnych ekranach panelu przedstawiony jest opisany proces
technologiczny. Za pomocą systemu sterowania wykonywana jest kontrola prawidłowości
pracy poszczególnych maszyn i urządzeń biorących udział w procesie. Na panelu znajdują
się przyciski do załączenia poszczególnych napędów oraz przedstawiony w sposób
graficzny ich aktualny stan pracy (rys.4). [2]
Rys. 4 Ekran wizualizacyjny mieszarki.
144
X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
MONITORING MASZYN I LINII
TECHNOLOGICZNYCH PRODUKCJI FIRMY
TECHNICAL
Rys. 5 Ekran wizualizacyjny formierki.
Sterowanie powyŜej wymienionymi procesami zostało wykonane na dwóch osobnych
swobodnie programowalnych sterownikach PLC firmy GE Fanuc. Proces przygotowania
masy został wykonany na sterowniku typu GE Fanuc 90-30. Natomiast proces sterowania
linią formierską wykorzystuje rozproszony układ o budowie modułowej jakim jest
VersaPoint oraz układ centralny na bazie sterownika 90-30. Schemat blokowy systemu
monitoringu i sterowania powyŜszego procesu technologicznego przedstawiono na rys. 6.
145
X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
Odlewnictwo XXI wieku
technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze
Rys. 6 Schemat blokowy
Dzięki podłączeniu systemu sterowania do sieci Ethernet uzyskano moŜliwość
zdalnego dostępu do układu sterowania poprzez Internet. Rozwiązanie takie daje bardzo
duŜe moŜliwości szybkiej diagnozy sytuacji awaryjnych oraz korekty programu
sterującego, bez potrzeby przyjazdu automatyka – a co za tym idzie, skrócenia
do minimum czasu przestoju związanego z awarią bądź zmianą procesu technologicznego.
Istnieje moŜliwość powiadamiania słuŜby utrzymania ruchu o stanach alarmowych
bądź awariach poprzez email czy sms, dzięki temu czas postoju zawiązany z awarią
zmniejszamy do minimum, co w obecnych warunkach ekonomicznym ma bardzo duŜe
znaczenie
DuŜym atutem takiego systemu sterowania jest moŜliwość oglądania wizualizacji
procesu produkcyjnego w przeglądarce WWW poprzez Internet z dowolnego miejsca na
świecie,
nie ograniczając przy tym moŜliwości zmiany nastaw (receptur) bądź
podglądania stanów alarmowych.
MoŜliwa jest równieŜ archiwizacja danych procesowych, co pozwala na późniejszą
analizę zebranych informacji. Dane archiwalne mogą być przedstawione w postaci
raportów lub trendów historycznych. Zebrane dane procesowe mogą być zapisywane na
kartach pamięci Flash (instalowanych bezpośrednio w panelu operatorskim) lub poprzez
sieć komputerową zapisywane na dysku twardym serwera ( lub przeznaczonej do tego celu
146
X KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2007
MONITORING MASZYN I LINII
TECHNOLOGICZNYCH PRODUKCJI FIRMY
TECHNICAL
stacji roboczej). Zapisywanie danych na kartach pamięci flash jest bardziej niezawodne
(unikamy niebezpieczeństwa utraty danych spowodowanych awarią sieci komputerowej),
ale utrudniony jest dostęp do zarchiwizowanych danych. Konieczna jest równieŜ wymiana
kart co jakiś czas ze wzglądu na ich przepełnione. Zapisywanie danych poprzez sieć
komputerową daje moŜliwość bardzo elastycznego i bezobsługowego archiwizowania
danych, które są udostępniane poprzez uprawnionym uŜytkownikom sieci.
Analiza danych archiwalnych (przez technologa lub inny personel) umoŜliwia zmianę
procesu technologicznego w takim kierunku, aby był on bardziej stabilny i ekonomiczny
(poprzez pełniejsze wykorzystanie maszyn i urządzeń znajdujących się w linii
produkcyjnej)
Główne załoŜenia jakie zostały osiągnięte przy modernizacji odlewni to:
- uzyskanie określonych parametrów masy zgodnie z recepturą.
- skrócenie czasu przygotowania masy świeŜej,
- sterowanie całym procesem z jednego miejsca,
- wizualizacja pracy poszczególnych maszyn biorących udział w procesie,
- szybka lokalizacja wyłączeń awaryjnych,
- kontrola i informacja o wyłączeniach remontowych,
- rejestrowanie zuŜytych materiałów do produkcji masy formierskiej,
- obniŜenie energochłonności,
- samokontrola stanów awaryjnych,
- moŜliwość wykonywania masy w trybie cyklicznym,
- kontrola napełnienia zbiorników ze składnikami,
- moŜliwość modyfikacji receptur, [2]
3.
Podsumowanie
Systemy monitorujące warunki pracy pozwalają pracownikom utrzymania ruchu na
aktywną i wydajną pracę zgodnie z planem i harmonogramem. Dzięki temu unikamy
niezaplanowanych działań związanych z niespodziewanymi awariami i błędami
wyposaŜenia zakładu pracy.
1. Literatura
[1] Strona internetowa www.astor.com.pl
[2] Praca zbiorowa „Monitoring maszyn i linii produkcyjnych w komputerowym
wspomaganiu produkcji.” IX Konferencja Odlewnicza TECHNICAL 2006.
147