Au2mate dostarcza w pełni zintegrowany system automatyki dla zakładu hydroizolatów białkowych firmy Arla Foods Ingredients

Transkrypt

1 Au2mate dostarcza w pełni zintegrowany system automatyki dla zakładu hydroizolatów białkowych firmy Arla Foods Ingredients Opracowanie: Klaus Dam, Dyrektor Administracyjny Au2mate A/S Artykuł opisuje architekurę oraz proces implementacji nowoczesnego i zaawansowanego systemu automatyki zakładu mleczarskiego Arla Foods Ingredients ( AFI ) uruchomionego w czerwcu 2016 roku. Projekt został przeprowadzony przy bliskiej współpracy firmy Arla Foods Ingredients - pełniącej rolę użytkownika końcowego, Process Engineering - dostawcy technologii i generalnego wykonawcy oraz Au2mate dostawcy systemu automatyki i sterowania zakładu. Fabryka hydroizolatów białkowych działa według wysoce złożonych procesów technologicznych implikujących zastosowanie najnowocześniejszych rozwiązań automatyki, gwarantujących spełnienie postawionych wymagań tj. : łatwość obsługi, optymalizację procesów produkcyjnych, minimalizację strat, zużycia energii i środków myjących jak również maksimum wykorzystania linii produkcyjnych. Dostarczone rozwiązanie sterowania oparto o nowoczesne i sprawdzone technologie oraz sprzęt od uznanych dostawców, tak aby można je było rozwijać w przyszłości. Dużo uwagi poświęcono zapewnieniu najwyższych międzynarodowych standardów inżynierskich jak również procesowi dokumentacji projektu. Oprogramowanie zaprojektowano zgodnie z normą S88/S95 co sprawia, że zakład produkcyjny posiada nowoczesną platformę wspomagającą kierownictwo zakładu w zarządzaniu listą zleceń produkcyjnych. Tworząc poszczególne aplikacje wykorzystano standardowe bloki przetestowanego kodu zgodnego z wytycznymi i najlepszymi praktykami firmy Arla Foods. Widok na zakład Arla Foods Ingredients położonego w Nr. Vium, zachodnia cześć Jutlandii, Dania.

2 Rozwiązania zastosowane dla zakładu hydroizolatów powstały dzięki ekspertyzie jak również ponad 30 letniemu doświadczeniu z zakresu automatyki personelu Au2mate. Podczas projektowania architektury systemu postawiono na modułowość i standaryzację. Taka strategia projektowa gwarantuje łatwość przyszłego rozwoju, rozbudowy i serwisu systemu sterowania. Istotną sprawą było również przekazanie wiedzy o zaaplikowanym rozwiązaniu w ręce osób odpowiedzialnych za bieżące funkcjonowanie zakładu hydroizolatów firmy AFI. W poniższym artykule znajduje sie opis budowy i funkcjonalność systemu automatyzacji oraz wdrożenie i zarządzanie projektem. Poniżej widok przedstawiający obszar prac. Widok przedstawiający obszar prac. Budowa i funkcjonalności systemu automatyki zakładu hydroizolatów białkowych AFI. Zaawansowany system automatyki zakładu składa się z : systemu wejść / wyjść, sterowników PLC, oprogramowania klasy SCADA oraz MES jak również rozbudowanej sieci komunikacji urządzeń. Produkcja w fabryce nadzorowana jest z poziomu 10 stacji operatorskich umieszczonych w centralnej sterowni i innych miejscach zakładu na których pracują aplikacje oprogramowania InTouch Wonderware. System sterowników PLC posiada budowę modułową opartą o 20 jednostek typu S7-414 połączonych siecią Profinet z grupami modułów wejść/wyjść ET200 firmy Siemens. Wspomniane wyposażenie zamontowano w szafach sterowniczych oraz w szafkach obiektowych ulokowanych w

3 poszczególnych częściach zakładu. Moduły ET200 wykorzystano również celem sterowania i nadzoru silników elektrycznych z użyciem sieci Profibus, która również obsługuje komunikację z urządzeniami pomiarowymi tj. czujnikami temperatury, przepływomierzami itp. Sercem systemu nadzoru produkcji są 4 serwery z zainstalowanymi platformami systemowymi Wonderware. 2 z nich zawierają tzw. Wonderware Historian ( archiwizacja danych produkcyjnych ) a pozostałe 2 stanowią redundantną parę zawierającą całość aplikacji. Na schemacie poniżej zilustrowano pełną architekturę systemu. Oprogramowanie systemu wykonano zgodnie ze standardami Arla Foods dla sterowników PLC, paneli operatorskich HMI jak również struktura bazy danych, zarządzanie recepturami produktów, obliczanie wskaźników wykorzystania wyposażenia OEE oraz raportowanie. Strukturę systemu sterowania oparto o znany model ISA S88 dla przetwarzania wsadowego ( Batch Model ). Aplikacja zarządzająca zleceniami produkcyjnymi i nadzorująca ich wykonanie MES (Manufacturing Execution System ) posiada budowę zgodną z normą S95 i z najlepszymi praktykami światowymi. Proces produkcji, jego monitorowania i nadzoru a także raportowania w zakładzie odbywa się w pełni automatycznie przy minimum ingerencji operatorów. Oprogramowanie sterowników PLC zaprojektowano w sposób modułowy zgodny z podziałem instalacji technologicznych na poszczególne moduły i bloki. Moduły programowe są standardowe dla zadań automatycznej regulacji, monitoringu lub sterowania komponentami instalacji, podobnie postąpiono przy projektowaniu paneli operatorskich wszystko zgodnie z normą S88, całość poddano intensywnym testom na etapie odbioru. Kluczowe parametry tj. ciśnienie, przepływy, temperatura oraz stany procesów technologicznych i komponentów instalacji są ściśle i starannie monitorowane. Zarządzanie alarmami i archiwizację danych dla celów jakościowych zorganizowano jako oddzielną bazę danych gdzie zapisywane są informacje o dacie, godzinie, produkcie bądź materiale, numerze receptury i/lub numerze zlecenia produkcyjnego.

4 Warstwa wizualizacji procesów HMI/SCADA wykonana została zgodnie ze standardami Arla Foods. Przyjazna użytkownikowi grafika oraz ergonomiczne rozwiązanie tj. wyraźny rozdział między schematami synoptycznymi a technologicznymi wspiera efektywną komunikację operatorów z liniami technologicznymi. Poniższy widok na centralną sterownię zakładu. Aplikacja zarządzająca zleceniami produkcyjnym MES stworzona została w oparciu o platformy systemowe : SAP, Wonderware oraz Arla Foods a baza danych Microsoft SQL zaprojektowana została zgodnie z normą S95 i stanowi szkielet aplikacji i raportów. Dzięki takiemu podejściu zakład posiada w pełni udokumentowane rozwiązanie platformowe i może je rozwijać w przyszłości zapewniając optymalny zwrot z inwestycji. Zlecenia produkcyjne pochodzące z systemu SAP przechwytywane są przez MES i w połączeniu z systemem receptur Arla Foods realizowane przez system automatyki. Informacje o statusie, ilościach itp. przetwarzanych lub gotowych produktów podawane są zwrotnie do SAP a na bieżąco. Wskaźniki wykorzystania wyposażenia wg. metodologii Arla Foods OEE tj. błędy, przestoje, awarie obliczane są on-line i stanowią integralną część raportów. Wdrożenie zintegrowanego systemu automatyki w zakładzie hydroizolatów białkowych AFI i zarządzanie projektem. Zarządzanie projektem odbywało się generalnie zgodnie z systemem jakości Au2mate opartym na najlepszych światowych praktykach i standardach wykorzystujących metodologie zawierające procedury testowe dla kontroli jakości. Proces planowania i koordynacji projektu powierzono wyznaczonemu kierownikowi projektu i odbywał się on w ścisłej współpracy z personelem zakładu AFI jak i innymi dostawcami. Kierownik projektu zarządzał ponadto dedykowaną grupą projektową Au2mate.

5 Oprogramowanie systemu automatyki zakładu AFI jak również aplikacja MES wykonane zostało w oparciu o i zgodnie z opisami funkcyjnymi, które przygotowało Au2mate a zatwierdzone przez Arla Foods. Opisy funkcyjne to zbiór szczegółowych opisów sekwencji i operacji odbywających się na liniach produkcyjnych zakładu AFI. Szczegółowy test oprogramowania FAT, sprawdzający poprawność działania kodu zgodną z opisami funkcyjnymi odbył się w siedzibie Au2mate z udziałem personelu zakładu AFI. Szkolenie operatorów odbywało się równolegle do projektu wraz ze szkoleniem personelu serwisowego tak aby po uruchomieniu zakładu, obsada zakładu AFI była niezależna od dostawcy. W ramach projektu opracowano procedury symulacji pracy linii dla całości zakładu co ułatwiło wspomniane testowanie i szkolenia. Kluczowe doświadczenia z projektu. Projekt i dostawa zintegrowanego systemu automatyki w zakładzie hydroizolatów Arla Foods Ingredients został zrealizowany w założonym czasie, budżecie i o należytej jakości. Z perspektywy firmy Au2mate projekt zakończono sukcesem dzięki klarownie wyznaczonym celom, efektywnemu zarządzaniu projektem, alokacji odpowiedniej ilości zasobów ludzkich wyposażonych w niezbędną wiedzę oraz wzorowej współpracy pomiędzy personelem zakładu AFI i dostawcami. 4 szybkie fakty o Au2mate A/S: Rok założenia osoby zatrudnione w biurach w Silkeborg, Anglii, Emiratach Arabskich oraz Polsce, posiadających ponad 600 osobolat doświadczenia w automatyce mleczarskiej. Firma zorientowana na projekty z dorobkiem ponad 1600 projektów z dziedzin : PLC, SCADA, MIS/MES oraz integracji z ERP dostarczonych w Skandynawii, Europie, Ameryce, Afryce, Azji oraz na terenie Środkowego Wschodu. Systemy rozwiązań opartych na wykorzystaniu międzynarodowych, sprawdzonych metod rozwoju oprogramowania i zarządzania projektem.