• config

    Automatyzacja procesów w przemyśle chemicznym, metalowym, motoryzacyjnym i górniczym – przykłady rozwiązań i uwarunkowania

     

    Uproszczenie ciągu czynności, zamknięcie ich w optymalny model umożliwiający szybką reakcję na nieuchronne zmiany, a gwarantujący w rzeczywistości perfekcję w wykonaniu i bezpieczeństwo procesów, to wyzwanie dla użytkownika i dostawcy. Gdzie precyzja wymusza stosowanie automatyzacji? Jak zapewnić ograniczenie przestojów produkcji? Dlaczego do realizacji inwestycji w automatykę warto podchodzić sukcesywnie? Czym dyktowane jest wprowadzanie tych rozwiązań w struktury firmy? Sprawdzamy w czterech przypadkach takich zastosowań.

     

    Case study 1. Stopniowa modernizacja sytemu sterowania w branży chemicznej

    Działająca na rynku niemieckim firma CHT/BEZEMA jest dostawcą specjalistycznej chemii dla włókiennictwa oraz chemii budowlanej. W zakładzie produkcyjno-logistycznym w Dusslingen znajduje się 68 stanowisk przetwórczych, 10 systemów zasilania wyższego rzędu, 40 zbiorników mieszających oraz 14 reaktorów chemicznych. Wiele spośród tych stanowisk pozwala na jednoczesne wytwarzanie do 100 różnych produktów. Stosowane od wielu lat systemy sterowania, interfejsy człowiek-maszyna oraz systemy do gromadzenia danych eksploatacyjnych, stawały się coraz mniej wydajne i w firmie zaczęto się obawiać, że wkrótce nie będą mogły sprostać rosnącym wymaganiom rynku pod względem jakości produktów, niezawodności procesów technologicznych i przepisów BHP. Zauważono też, że przestarzała technologia uniemożliwia realizację nowych zamówień. W wyniku przeprowadzonej analizy technologicznej, firma zdecydowała się na wymianę systemów sterowania, interfejsów HMI i gromadzenia danych.

     

    Niemiecki producent chemii wybrał system sterowania procesami APROL firmy B&R, który stopniowo pozwolił przenieść stanowiska produkcyjne do nowego systemu kontroli procesów bez wyłączania starych układów, co było jednym z najważniejszych celów zakładu. Integratorem nowego systemu była firma Erler. Pierwszy etap migracji, trwający do końca 2011 r., zrealizowano na bardzo złożonym stanowisku pilotażowym, wyposażonym w ok. 360 cyfrowych i 20 analogowych kanałów I/O. Następnie kolejne stanowiska produkcyjne migrowano w tempie niemalże jednego na tydzień. Przeniesienie na APROL wszystkich 68 stanowisk zakończono w 2013 r., wówczas ostatecznie odłączono stare systemy. Nowe rozwiązanie w firmie CHT obejmuje obecnie: 46 jednostek HMI Power Panel, ok. 70 sterowników X20 oraz ok. 14 000 cyfrowych i 1000 analogowych kanałów I/O X20, a także szereg stanowisk nadzoru zmianowego połączonych siecią VNC. System ten wyposażony jest w dwa serwery wykonywania programów, jeden serwer technologiczny oraz serwer VNC, zabezpieczony dodatkowo systemem gwarantującym ciągłość działania według koncepcji Disaster Recovery. Oparta na Linuksie redundantna sieć produkcyjna komunikuje się z urządzeniami na platformie Windows w sieci firmowej za pomocą ściśle określonego interfejsu.

     

    W zakładzie wprowadzono także podwójną redundancję. Każdy komponent na stanowiskach produkcyjnych podłączony jest do dwóch systemów magistralowych, tj. magistrali operatora i magistrali procesu. Mogą one w razie potrzeby zastępować się wzajemnie. Ponadto każde ze stanowisk wyposażono w dwa porty mogące pełnić funkcje zapasowe wobec siebie. Odpowiada to wymogowi dużej dostępności tych stanowisk. Analizy sekwencji technologicznych stały się znacznie łatwiejsze niż wcześniej, ponieważ APROL pozwala analizować współzależności między procesami w czasie rzeczywistym, tym samym można natychmiast wprowadzać optymalizację technologii. Dzięki dziennikom danych technologicznych można wyśledzić przyczyny braków jakościowych w partiach i analizować je w późniejszym czasie. Firma CHT/BEZEMA używa tych uzupełniających danych do analizy zużycia energii i ograniczania jej wielkości. Może także regulować pojedynczo krytyczne parametry procesów, aby poprawić bezpieczeństwo stanowisk, zwłaszcza ze względu na procesy przetwórcze wymagające certyfikatów.

     

    Sukcesywne wdrażanie nowych rozwiązań pozwoliło firmie uniknąć długotrwałych przestojów produkcji. Podejście stopniowe, równoległa praca APROL z poprzednimi systemami oraz routing danych za pomocą koncentratora danych nie zaburzyły zdolności produkcyjnych i nie doszło do utraty danych. Zmodernizowany system oparty o automatykę B&R umożliwił szybsze i bardziej elastyczne reagowanie na najnowsze trendy i większe możliwości wprowadzania zmian.

     

    Case study 2. Automatyzacja linii produkcyjnej w branży metalowej

    Fabryka Narzędzi FANAR specjalizuje się w produkcji narzędzi skrawających do obróbki metali, w tym narzędzi gwintujących. Z uwagi na fakt, że w procesie produkcji kolosalne znaczenie ma precyzja, firma zaczęła stopniowo zastępować robotami stosowane wcześniej pneumatyczne manipulatory podające. Wybór padł na roboty niemieckiego producenta KUKA Roboter Gmbh. Pierwszy model KR6 ARC, który został wdrożony w 2005 r., posłużył jako podajnik w maszynie, do precyzyjnej szlifierki. Wzrost wydajności w wyniku zastosowania takiego rozwiązania skłonił firmę do zakupu kolejnych robotów.

    – Oceniamy, że w naszych warunkach nastąpił wzrost wydajności o ok. 15% – mówi Dariusz Ptaszkiewicz, dyrektor techniczny w Fabryce Narzędzi FANAR S.A. – Wydajność nie jest jednak głównym kryterium wyboru. Często ludzka ręka nie jest w stanie wykonać precyzyjnych i delikatnych ruchów, z którymi roboty nie mają żadnych problemów. Przykładem są mikronarzędzia o średnicy poniżej 2 mm, które muszą być zamocowane w kłach o średnicy poniżej 0,2 mm.

     

    Czym jeszcze warto kierować się podczas wyboru rozwiązań z zakresu automatyzacji procesów produkcyjnych? Jakie kwestie mogą okazać się kluczowe?

    – Uniwersalność, szybkość przezbrojenia oraz łatwość obsługi i możliwości zaprogramowania – dodaje Krzysztof Wojciechowski, kierownik utrzymania ruchu w Fabryce Narzędzi FANAR S.A. – Z naszego doświadczenia wynika, że najlepiej sprawdzają się jednak roboty, a stawiamy na nie, gdyż są niezawodne. Ponadto unikamy jak ognia rozwiązań opartych na hydraulice i coraz częściej na pneumatyce na rzecz napędów elektrycznych. Automatyzując produkcję, staramy się zawsze tworzyć przyjazne i intuicyjne interfejsy dla operatorów, tak aby nie poświęcać w przyszłości dużo czasu na szkolenia. Projektując elementy automatyki i programując np. roboty, również staramy się tworzyć inteligentne rozwiązania, tak aby nie wymagały zbyt dużej ingerencji w codziennej pracy operatora. W praktyce przygotowanie i szkolenie operatorów zajmuje kilka do kilkunastu godzin. 

     

    Początkowe wdrażanie robotów w fabryce odbyło się bez zaangażowania firmy integratorskiej. Po odbyciu szkolenia konfiguracją robotów zajęli się pracownicy firmy FANAR. Od czasu wprowadzenia pierwszego z robotów w fabryce nie odnotowano żadnego nieplanowanego przestoju produkcji. W tym kontekście na uwagę zasługuje fakt, że mając do wyboru doraźny serwis w przypadku awarii oraz zryczałtowany roczny koszt serwisu, gwarantujący regularny przegląd robotów, firma zdecydowała się na ten drugi wariant. A jak to wygląda w praktyce?

    – Najczęściej jest to połączenie dwóch systemów serwisowych, w przypadku dostawcy rozwiązań automatyki to najczęściej serwis okresowy, przeglądy i kalibracje oraz nasz własny serwis utrzymania ruchu części systemu odpowiedzialnego za integrację automatyki z maszynami technologicznymi – podkreśla kierownik utrzymania ruchu. – W największym stopniu ciągłość procesu produkcji mogą zaburzyć głównie awarie mechaniczne, gdzie czas oczekiwania na części zamienne lub naprawę jest dość długi. Na szczęście nowoczesne maszyny budowane są z uniwersalnych modułów i naprawa jest dość prosta i szybka (śruby, paski, serwa).

     

    Sprawdźmy także, jakie stanowisko w zakresie serwisu przyjmuje dostawca robotów. – KUKA zaleca coroczne przeglądy robotów, aby zminimalizować ryzyko przestoju – mówi Łukasz Szczepkowski, regionalny kierownik sprzedaży w KUKA Roboter CEE GmbH. – W ramach umowy serwisowej wykonujemy czynności serwisowe u klienta. Zakres tych czynności zależy od daty produkcji lub przepracowanych godzin pracy. W większości zakładów klient widzi serwisanta tylko raz w roku podczas corocznego przeglądu. Wiele czynności serwisowych można przeprowadzić bez zatrzymywania produkcji. Są to czynności związane z szafą sterowniczą czy okablowaniem. Przykładem mogą być oględziny szafy, wymiana baterii podtrzymujących zasilanie, wymiana filtrów wyrównawczych oraz zapisanie kopii zapasowej na przenośnym dysku USB.

     

    W końcu ubiegłego roku w fabryce FANAR pracowało kilkanaście robotów. Obecnie planowane są kolejne wdrożenia, także w celach logistycznych do pakowania i paletyzacji. Niezwykle istotny przy każdej inwestycji jest zwrot poniesionych kosztów. Zapytaliśmy, jak ten aspekt wygląda w ciechanowskiej fabryce. – W przypadku robotyzacji maszyn wartych ponad 500 tys. euro inwestycja zwraca się w zaledwie 1 rok – zauważa Krzysztof Wojciechowski. – Natomiast w przypadku stanowisk, w których zastępujemy prostą pracę ręczną pracownika na rzecz robota, zwrot inwestycji szacujemy na okres 3–4 lat.

     

    Case study 3. Automatyzacja linii spawalniczej w motoryzacji
    Zakłady Sprzętu Motoryzacyjnego POLMO S.A. w Brodnicy wytwarzają szeroką gamę części zamiennych i oprzyrządowania dla przemysłu samochodowego. Podstawą asortymentu są stalowe zbiorniki paliwa i zbiorniki sprężonego powietrza dla pojazdów, takich jak: ciężarówki, przyczepy, naczepy i autobusy. Odbiorcami tych produktów są głównie międzynarodowe koncerny samochodowe, które oczekują od dostawcy dostosowania się do ich procedur i standardów jakościowych, cenowych i operacyjnych, w tym szybkiego czasu realizacji zamówienia. Spawanie jest kluczowym procesem w produkcji zbiorników sprężonego powietrza, bardzo wymagającym pod względem technologicznym oraz organizacyjnym. Zbiorniki muszą spełniać wysokie wymogi jakościowe narzucone przez przepisy Unii Europejskiej.

     

    Zarząd firmy podjął decyzję o automatyzacji i robotyzacji jednej z dwóch linii spawalniczych pracujących w zakładzie. Celem inwestycji było zwiększenie zdolności produkcyjnych zakładu przy początkowym założeniu możliwości produkcji 55 000 sztuk jednego typu zbiornika rocznie na linii. Od strony inżynierskiej inwestycja miała zapewnić powtarzalną jakość spawania klasy B, a więc najwyższej klasy jakości w tej dziedzinie. Kompleksową realizację inwestycji powierzono firmie ASTOR Sp. z o.o. W zakres projektu weszły: wybór podwykonawców, nadzór nad przygotowaniem projektów elektrycznych i mechanicznych oraz nad wykonaniem elementów składowych i maszyn w siedzibach podwykonawców, częściowe odbiory, montaż w zakładzie, a na końcu uruchomienie linii i proces testowania przygotowujący do końcowego odbioru linii przez osoby upoważnione z ramienia POLMO. ASTOR zapewnił także wsparcie technologiczne w zakresie spawania, a także konsultacje oraz szkolenia dla obsługi z programowania robotów, wizualizacji i sterowania.

    Zrobotyzowana linia spawania obsługiwana jest przez 5 robotów, które zajmują się spawaniem zbiorników i czyszczeniem spoin. Cały proces wytwarzania zbiornika jest realizowany w sposób zautomatyzowany – od załadunku elementów składowych do dostarczenia ich na stanowisko znakowania gotowych zbiorników. Pracownicy obsługujący stanowisko wkładają do magazynków płaszcze, dennice i króćce. Z magazynków roboty pobierają elementy składowe i realizują proces składania, spawania i odłożenia na transporter do strefy czyszczenia. Manipulator pobiera zbiornik z podajnika i przekazuje kolejnemu robotowi, który rozpoczyna czyszczenie spoin. Po oczyszczeniu zbiornik przechodzi przez tunel chłodzący, skąd trafia na stanowisko obsługiwane przez operatora, który układa zbiornik w stanowisku znakowania mikroudarowego. Zbiorniki znakowane są indywidualnymi numerami pozwalającymi odtworzyć proces produkcji każdego wyrobu i stanowiącymi gwarancję jego jakości. Po oznakowaniu operator przenosi zbiornik do komory testowania szczelności. Test ten polega na napełnieniu zbiornika wodą z inhibitorem korozji do określonego normą poziomu ciśnienia i sprawdzaniu ewentualnego spadku ciśnienia w czasie. Po wykonaniu testu proces na linii produkcji zbiornika jest zakończony i wyroby trafiają do lakierni proszkowej.

    Stanowisko wyposażone jest w roboty Kawasaki, kontrolery GE PAC Systems RX3i i układy GE RSTI I/O, serwonapędy GE VersaMotion, wizualizację Wonderware InTouch i osprzęt w postaci panelu operatorskiego GE oraz komputera przemysłowego Astraada. Linia może pracować w cyklu 24-godzinnym.

    – Na linii może być produkowane do kilkudziesięciu rodzajów zbiorników, z możliwością dalszego rozszerzenia asortymentu – wyjaśnia Dariusz Godlewski, główny technolog ds. jakości w POLMO S.A. – Czas przezbrojenia wynosi 15–30 minut, w zależności od rodzaju zbiornika.

    Realizacja inwestycji wymagała zmierzenia się z wieloma trudnościami. Pod względem inżynierskim największymi wyzwaniami było uzyskanie wysokiej stabilności i powtarzalności procesu, a także spełnienie wymogów jakościowych stawianych spawom kategorii B.

    – Oczekiwaną, idealną jakość spawania udało się uzyskać dzięki procesowi prób i testów, które pozwoliły na wybranie odpowiednich parametrów spoin i ustawienie procesu – wspomina Paweł Halicki, zastępca dyrektora ds. koordynacji inwestycji, kierownik projektu po stronie firmy ASTOR Sp. z o.o.

     

    Efektem tej inwestycji jest jedna z najbardziej zaawansowanych technologicznie linii produkcyjnych, która podnosi wydajność, zapewnia stabilność procesu oraz daje możliwość pracy w ruchu ciągłym.

    – Zrobotyzowanie spawania w zakładzie POLMO gwarantuje kontrolę procesu oraz optymalizuje koszt wytworzenia produktu – podkreśla Marek Wasiak, prezes POLMO S.A. – Nasi klienci postrzegają całkowite zrobotyzowanie procesu spawania jako uwiarygodnienie bardzo wysokiej jakości naszych produktów, co ułatwia nam zdobywanie kontraktów. Jest to część całościowej modernizacji zakładu. Jedna z lakierni proszkowych w zakładzie także jest już całkowicie zautomatyzowana, a wyroby poddawane są szczegółowym testom jakości w dwóch laboratoriach wyposażonych w najnowocześniejsze urządzenia do testowania.

     

    Case study 4. Automatyzacja systemu bezpieczeństwa w kopalni węgla brunatnego – porównanie technologii konwencjonalnej i zautomatyzowanej SSI

    Kopalnia Węgla Brunatnego Turów, wchodząca w skład holdingu PGE, dostarcza do Elektrowni Turów węgiel brunatny, który wykorzystywany jest tam jako paliwo podstawowe. Złoże węgla brunatnego wydobywane jest metodą odkrywkową na obszarze 2400 ha. Mając na uwadze maksymalizację bezpieczeństwa, zarząd kopalni podjął decyzję o zastosowaniu technologii firmy Siemens SIMATIC Safety Integrated. Zbiorcza nazwa tej technologii przyporządkowana jest do urządzeń o właściwościach pozwalających na jednoczesne sterowanie oraz zabezpieczanie maszyn lub procesów, a które opierają się na sterownikach SIMATIC S7. Przedstawiamy szczegóły obsługi obwodu bezpieczeństwa kopalni działających w tym standardzie. Autorem tej charakterystyki jest Konrad Leśniewski, PGE GiEK S.A. Oddział KWB Turów.

     

    Wykorzystanie rozwiązania SIMATIC Safety Integrated pozwala m.in. zmniejszyć liczbę koniecznych komponentów sprzętowych, uprościć obsługę i diagnostykę, skrócić czas lokalizacji i usuwania awarii oraz zunifikować technikę bezpieczeństwa oraz automatyzację w jednym systemie. Zgodnie z normami technicznymi urządzenie musi być wyposażone w środki techniczne redukujące poziom zagrożeń do wartości minimalnej. W przypadku maszyn górniczych pracujących w układzie koparka – taśmociąg – zwałowarka (KTZ) podstawowym zabezpieczeniem jest elektryczny obwód bezpieczeństwa potocznie nazywany „wszystko stop”. Obwód ten służy do natychmiastowego wyłączenia awaryjnego wszystkich urządzeń technologicznych w przypadku powstania zagrożenia dla obsługi maszyny lub po przekroczeniu skrajnych położeń konstrukcji ruchomych, w przypadku gdy nie zadziała poprzedni stopień zabezpieczenia.

     

    Charakterystyka obwodu bezpieczeństwa w technologii konwencjonalnej

    Tradycyjny obwód, zainstalowany na wszystkich dotychczasowych maszynach w KWB Turów poza przenośnikiem samojezdnym PGOT-2, wykonany jest w technologii konwencjonalnej (przekaźnikowej) i jest podzielony na równorzędne pod względem działania grupy, które są kontrolowane oddzielnymi przekaźnikami, względnie stycznikami.

    Do awaryjnego wyłączenia zastosowano przyciski ryglowane koloru czerwonego, które po naciśnięciu pozostają w pozycji wymuszonej. Odblokowanie przycisku następuje przez obrót główki przycisku i wysunięcie do pozycji niewymuszonej.

    Na rysunku 1 przedstawiono przykładowy schemat połączeń przycisków w obwodzie bezpieczeństwa. Jest to układ podnapięciowy, w którym każda przerwa w obwodzie, np. poprzez zadziałanie przycisku, powoduje zadziałanie cewki przekaźnika K22.

    Rys. 1. Schemat elektryczny połączenia przycisków w obwodzie bezpieczeństwa

    Poprzez styki wykonawcze przekaźnika K22 następuje zadziałanie kolejnego przekaźnika, którego styk jest włączony w obwód cewki przekaźnika zbiorczego oraz w obwody napięć sterowniczych. Styk czynny przekaźnika zbiorczego przerywa obwód wyzwalacza podnapięciowego wyłącznika w polu sprzęgłowym, co powoduje wyłączenie zasilania 6 kV w części sekcji technologicznej rozdzielnicy. Po naciśnięciu przycisku kasowania pobudzają się kolejne przekaźniki w poszczególnych szafach sterowania. Stan zadziałania zbiorczego przekaźnika wyjściowego umożliwia ponowne załączenie wyłącznika sprzęgłowego w rozdzielnicy.

    Działanie każdego obwodu sygnalizowane jest przez wprowadzenie sygnału na wejście sterownika centralnego lub jego rozszerzenia w danej szafie sterowania. Oprócz działania sterowniczego (wyłączenie napędów i blokada uruchomienia) następuje również uruchomienie akustycznej sygnalizacji alarmowej i ujawnienie zdarzenia na monitorach ekranowych układu wizualizacji.

     

     

    Charakterystyka obwodu bezpieczeństwa w technologii SSI

    Na nowym przenośniku samojezdnym PGOT-2 do obsługi obwodu bezpieczeństwa „wszystko stop” zastosowano technologię bezpieczeństwa SIMATIC Safety Integrated (SSI), która spełnia najostrzejsze wymagania przemysłu. Podstawowym elementem tej technologii jest sterownik programowalny S7-315F wraz z modułami rozszerzeń ET-200M umieszczonymi odpowiednio w skrzynkach +XA2 i +XA3. Moduły wyposażone są w karty wejść/wyjść typu fail-safe, które komunikują się z jednostką centralną za pomocą protokołu komunikacyjnego Profisafe. Jest to pierwszy protokół komunikacyjny, który spełnia wymogi standardu IEC 61508 w zakresie bezpieczeństwa przesyłu danych. Jego użycie w układach fail-safe pozwala na przesył danych standardowych i zabezpieczających po wspólnym kablu magistrali danych. Komunikacja zabezpieczeń jest niezależna od magistrali systemowej i podstawowych elementów sieci. Do sterowania całą maszyną służy sterownik SIMATIC S7-400, który wymienia dane ze sterownikiem S7-315F do systemu wizualizacji poprzez sieć komunikacyjną Ethernet ISO.

    Sterownik S7-300F wraz z modułami wejścia/wyjścia i stycznikami głównymi znajduje się w szafie PLC zlokalizowanej w stacji nadwozia, natomiast rozszerzenia ET-200M fail-safe wraz z modułami wejściowymi w szafach decentralnych +XA2 i +XA3 zlokalizowanych na wysięgnikach przenośnika samojezdnego. Sterownik bezpieczeństwa S7-300F ma następujące funkcje:

    • rozbudowane testy wewnętrzne,
    • diagnostykę sprawdzającą jakość przetwarzania procesora F-CPU,
    • przetwarzanie programu zabezpieczającego oraz standardowego (pełna funkcjonalność

    standardowych procesorów CPU).

    Główna różnica pomiędzy modułami bezpieczeństwa ET-200M a standardowymi ET-200 polega na tym, że moduły fail-safe mają wewnątrz dwukanałową konstrukcję. Dwa procesory monitorują elektronikę kanałów, siebie nawzajem oraz przeprowadzają testy okablowania. W przypadku wykrycia awarii lub rozbieżności sygnałów procesory przełączają moduł fail-safe w tzw. stan bezpieczny. W stanie bezpiecznym wyjścia modułu przyjmują wartość logiczną „0”, do przetwarzania CPU pobiera w miejsce stanu wejść wartość „0”.

    Każdy element pętli włączony jest dualnie na kanał wejściowy sterownika. Do modułów wejściowych podłączone są wszystkie przyciski i łączniki krańcowe obwodu „wszystko stop”. Dualne wpięcie styków wykonuje się w celu potwierdzenia zadziałania danego elementu (wyłącznika, krańcówki itp.). Wejście sterownika musi odnotować zanik dwóch sygnałów w odpowiednim czasie.

    Za pomocą karty wyjściowej i dwóch przekaźników zostaje wydany ze sterownika rozkaz wyłączenia.

    Rys. 2. Sposób wyłączenia obwodu bezpieczeństwa za pomocą przekaźników K1 i K2 

    Poprzez styki tych przekaźników zostaje wyzwolona cewka wyłącznika sprzęgłowego 6 kV. Następuje wyłączenie sprzęgła 6 kV i napięcia sterowniczego oraz zablokowanie impulsów (wyłączenie) jednostki zasilającej instalację falownikową. Wszystkie funkcje, które są kontrolowane przez karty wejść/wyjść, jak również sterownik główny, powodują wyłączenie „wszystko stop”.

    Zadziałanie pętli bezpieczeństwa wymaga jej skasowania (pod warunkiem ustania przyczyny jej wyzwolenia), co odbywa się za pomocą odpowiedniego przycisku w skrzynce lokalnej wyłącznika sprzęgłowego. Stany każdego elementu pętli awaryjnych i błędów systemu oraz błędów poszczególnych kanałów są przedstawiane na panelach wizualizacyjnych.

    Całym układem bezpieczeństwa zarządza program, który składa się z certyfikowanych bloków bezpieczeństwa pobieranych z biblioteki F. Certyfikowane bloki są zabezpieczone przed zmianami i gwarantują pewność zadziałania. Ponadto są odporne na błędy programistyczne, takie jak dzielenie przez zero czy wartość poza zakresem. Dzięki tym mechanizmom nie trzeba dodatkowo oprogramowywać zabezpieczeń, które pozwalałyby uniknąć tych błędów, co w znacznym stopniu upraszcza aplikację i przyspiesza pracę inżynierów. Narzędzie inżynierskie F integruje się ze środowiskiem SIMATIC Manager.

    Oprogramowanie pozwala użytkownikowi:

    • sparametryzować sterowniki bezpieczeństwa oraz moduły wejść/wyjść typu SAFETY,
    • stworzyć aplikację bezpieczeństwa w oparciu o język bloków funkcyjnych,
    • porównywać ze sobą programy bezpieczeństwa,
    • identyfikację wprowadzanych zmian poprzez mechanizm sum kontrolnych,
    • rozdzielenie funkcji bezpieczeństwa od standardowego sterowania,
    • zabezpieczenia hasłem dostępu do części programu odpowiedzialnej za bezpieczeństwo.

    Zalety wynikające z zastosowania technologii bezpieczeństwa SSI

    W porównaniu do technologii standardowej technologia SSI ma następujące zalety.

     

    1. Zastosowane produkty w technologii SSI są powszechnie stosowane w świecie i posiadają certyfikaty zgodności z dyrektywami UE.
    2. Zmniejszona liczba komponentów sprzętowych, w efekcie czego uzyskujemy więcej miejsca montażowego w szafach sterowniczych, a tym samym zmniejszamy koszty przedsięwzięcia.
    3. Duża skalowalność systemu automatyzacji, rozwiązania modułowe łatwe do zastosowania w różnych maszynach i instalacjach – unifikacja oraz redukcja części zamiennych –zmniejszenie zapasów magazynowych.
    4. Łatwa i praktyczna obsługa, dobra diagnostyka obejmująca testy okablowania, błędy wewnętrzne, certyfikowane podzespoły – wyższa dyspozycyjność maszyny poprzez skrócenie czasu lokalizacji i usuwania awarii.
    5. Technika bezpieczeństwa i standardowa automatyzacja są połączone w jeden system.
    6. Prosta i szybka rozbudowa wraz z długoterminową dostępnością produktów.
    7. Możliwość zastosowania komunikacji bezprzewodowej dopuszczonej do stosowania w technologii SSI.
    8. Ogólnie dostępny serwis oraz wsparcie inżynierskie dla technologii SSI.

    W stosunku do tradycyjnych rozwiązań w dziedzinie bezpieczeństwa obecna automatyka jest znacznie bardziej elastyczna i otwarta. Nowoczesne maszyny i systemy mają także znacznie większą wydajność. Jest to w dużej mierze skutek eliminacji starych układów przekaźnikowych przez programowalne systemy sterowania. Pomimo postępu w technologii sterowania do celów produkcji i bezpieczeństwa stosowano odrębne systemy. Taki rozdział komplikował sterowanie całością. Rozwiązania te, mimo że opierają się na najnowszych technologiach, nie są optymalne – dlatego też konsekwentnie odchodzi się od nich na rzecz systemów zintegrowanych, które finalnie wszystko upraszczają.

     


    Marek Kozłowicz


    ***

     

     

     

     

     

    KOMENTARZ EKSPERTA



    Paweł Halicki, zastępca dyrektora Działu Koordynacji Inwestycji, ASTOR Sp. z o.o.

    Jakimi parametrami kierować się przy wyborze rozwiązania z zakresu automatyzacji?
    Inwestycje w automatyzację procesów produkcyjnych rozważane są zawsze pod względem biznesowym i technicznym. W aspekcie biznesowym z reguły najistotniejszy jest parametr ROI (ang. return on investment), czyli czas zwrotu z inwestycji. Do jego oszacowania potrzebne są nie tylko koszty inwestycji, ale również przychody związane z obniżeniem kosztów produkcji, wzrostem wydajności, jakości produktu itp. Z kolei w aspekcie technicznym dla inwestora ważna powinna być nie tylko jakość rozważanego rozwiązania, ale przede wszystkim dostępność serwisu i wsparcia niezbędnego na etapie rozruchu produkcji, jak i później, w czasie użytkowania.


    O ile można podnieść wydajność, stosując właśnie takie rozwiązania?

    Wzrost wydajności to jeden z głównych powodów podejmowania decyzji o automatyzacji procesów produkcyjnych. Efekty, jakie można uzyskać dzięki automatyzacji, są różne, zależą od konkretnego rozwiązania i gałęzi przemysłu. Z mojego doświadczenia wynika, że możliwe do uzyskania wzrosty wydajności wahają się w granicach od kilkudziesięciu do kilkuset procent, przy jednoczesnym podniesieniu jakości produktu.

    Po jakim czasie można oczekiwać zwrotu poniesionych kosztów?

    Czas zwrotu na inwestycję jest również kwestią indywidualną, zależną od uwarunkowań biznesowych i technicznych konkretnej inwestycji. Zdarzają się aplikacje zautomatyzowane, które zwracają się po pierwszych 12 miesiącach od uruchomienia. Najczęściej jednak inwestycje w automatyzację produkcji zwracają się w 24–30 miesięcy.

    Jakie awarie mogą w największym stopniu zaburzyć ciągłość procesu produkcji?

    Ciągłość procesu produkcji mogą zaburzyć awarie, które spowodowane były nieprawidłową obsługą bądź nieprzewidzianymi sytuacjami. W nowoczesnych systemach zarządzania służbami utrzymania ruchu bardzo istotne jest unikanie awarii poprzez ich przewidywanie. Pomagają w tym zaplanowane przeglądy okresowe, których harmonogramy zestawiane są z planami produkcyjnymi w celu zminimalizowania ich wpływu na produkcję. Ważne jest także utrzymywanie magazynu części zamiennych dla danej aplikacji zautomatyzowanej. Magazyn taki buduje się w porozumieniu z dostawcą aplikacji, a obejmuje on części potencjalnie mogące ulec zużyciu lub zniszczeniu w czasie produkcji. Minimalizacja przestojów produkcji związanych z awariami to bardzo istotny aspekt, wielowymiarowo wpływający na zysk operacyjny przedsiębiorstwa.

     

    Jak wygląda serwis takiego systemu urządzeń? Czy można te czynności przeprowadzić, np. bez przerywania produkcji? Jeśli tak, to jakie?

    Serwis systemu urządzeń w aplikacji zautomatyzowanej polega głównie na wykonywaniu przez służby utrzymania ruchu przedsiębiorstwa bądź serwis techniczny dostawcy planowanych przeglądów technicznych. Podczas takich przeglądów wymieniane są elementy eksploatacyjne ulegające naturalnemu zużyciu, badana jest także kondycja poszczególnych urządzeń, aby móc przewidzieć i uniknąć awarii. Podczas takiego serwisu prewencyjnie wymienia się również elementy, które potencjalnie mogą być przyczyną awarii. Z naszego doświadczenia wynika, że w przedsiębiorstwach, które stosują podobny system, liczba awarii i przestojów z tym związanych jest minimalna.

     

    Jak wygląda i ile czasu trwa przygotowanie operatorów danego zautomatyzowanego obszaru produkcji? I jakie są najważniejsze kwestie z tym związane?

    Tutaj znowu wiele zależy od specyfiki danej instalacji. Z reguły operatorzy linii zautomatyzowanej są w stanie nauczyć się jej działania podczas szkolenia i asysty rozruchowej, która odbywa się po każdym wdrożeniu. Jednak istotne jest doświadczenie operatorów, które zależy od konkretnych uwarunkowań technicznych urządzenia czy linii technologicznych. Najważniejsze kwestie w tym zakresie to jednak zagadnienia związane z bezpieczeństwem pracy. W dalszej kolejności uwagę należy zwrócić na prawidłową obsługę, która z kolei wpływa na wydajność i jakość produkcji.

    Oferta: automatyka magazynowa, case study, centrum logistyczne, dystrybucja, logistyka, magazyn, magazynier, operator logistyczny, palety, regały, studia przypadków, system wms, wózek widłowy, wózki widłowe

    Background Image

    Header Color

    :

    Content Color

    :