Fokozott mértékű folyamatautomatizálás és átláthatóbb adatok
PC-alapú vezérlés és EtherCAT alkalmazása
A kanadai Pépin Industries Ltd. 1958 óta gyárt ipari festékeket. A vállalat automatizálásával megbízott Centris Technologies rendszerintegrátor a Beckhoff nyílt vezérléstechnikáját választotta, amely folyamatos adatkapcsolatot biztosít a terepi eszközök és az informatikai rendszerek között, maximálisan átláthatóvá téve ezáltal az összes folyamatot. A festékgyár digitális átalakítását követően 150%-kal növekedett a termelékenység.
Az ipari bevonatok rendkívül fontosak a zord körülmények között használt berendezéseknél, a kis légkompresszoroktól a nehézgépekig. A bevonatok minősége és egységes megjelenése közvetlen hatással van többek között a felületvédelemre és egy márka arculatára. A hosszú ideje piacon lévő Pépin Industries oldószer-alapú ipari bevonatok rendkívül rövid átfutási idők mellett történő gyártására szakosodott cég. Tételméretei a szakterület fogalmai szerint inkább kicsiknek nevezhetők, jellemzően néhány száz gallonosak (egy kanadai gallon ≈ 4,5 l), de ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy az ügyfél pontosan az igényei szerint rendelhessen.
A keverőállomásokra összetevőket juttató automatizált rendszer számára rendkívül fontos a hőmérséklet és a nyomás szabályozása (Fotó: © Pierre Charbonneau, 2022)
A múltban a kézi folyamatok korlátozták a megrendelések nyomon követhetőségét és a dolgozók hatékonyságát, emiatt nehezebb volt a vállalat termelését az igényekhez igazítani. Amikor a családi tulajdonban lévő Pépin átköltözött új telephelyére, a Quebec tartományban található Cowansville‑be, a Centris Technologies céget bízta meg, hogy innovatív automatizálási megoldásokkal digitalizálja addigi működését. A montreali székhelyű vállalat korábban már nevet szerzett magának ezen a területen, amikor 2010-ben korszerűsített egy festékgyárat. „Az évek során az »okosgyár« jellegű szolgáltatásainkat automatizálás- és vezérléstechnikával, ipari – például MES és SCADA – szoftverekkel, valamint ERP- kapcsolatokkal és webes szolgáltatások integrálásával bővítettük ki” – fejtette ki Eric Thibaudeau, a Centris társelnöke.
A digitális átállás óta a vállalat egy C6030 típusú ultrakompakt ipari PC-vel vezérli a festékgyártó rendszert (Fotó: © Pierre Charbonneau, 2022)
Hatékonyabb gyártás PC-alapú vezérléssel
A technológiai újítás célja a pontosság, az átláthatóság és a termelékenység fokozása volt. Hélène Daigle, a Pépin gyártásért és labortevékenységekért felelős igazgatója elárulta, ezen a téren a modernizálást megelőzően tartós problémák voltak: „Korábban az erősen kézi jellegű folyamatok miatt nehéz volt felügyelni a gyártás minden folyamatát. Az operátorok megkapták a munkamegbízásokat, de nehéz volt ellenőrizni, hogy a keverés során mennyire pontosan tartották be a lépéseket és az összetevők mennyiségeit.” Emiatt voltak olyan tételek, amelyek nem mentek át a minőségellenőrzésen, és amelyeket vagy át kellett dolgozni, vagy ki kellett dobni színhiba, helytelen keverék-összetétel vagy szennyeződés miatt. Mivel digitális feljegyzések nem készültek, nehéz volt a problémák okát megállapítani és megszüntetni. Itt került képbe a Centris. Informatikai és automatizálási szakértelmére alapozva a cég mérnökcsapata korszerű koncepciókat valósít meg, többek között a mélyebb nyomon követhetőség, a gépfelügyelet vagy az előrejelző karbantartás terén.
Az említetteken felül a festékek és lakkok gyártása során az esetenként robbanásveszélyes vegyszerek miatt bonyolultabbá válik a gépvezérlés és az adatgyűjtés. A Centris csapata már régóta használ ipari PC‑ket, de az előző szállítójukkal nehézségei voltak az elavult vezérlők, a megbízhatatlan műszaki jellemzők és a más rendszerekkel való együttműködés hiánya miatt. A Beckhoff Kanadával megvalósított első sikeres projektje után a Centris átváltott a Beckhoff PC-alapú vezérléstechnikájára, és ezt alkalmazta a Pépin esetében is. „A Centris ötvözi a hagyományos rendszerintegrálást az informatikai megoldásokkal, ezért kézenfekvőnek tűnt a Beckhoff vállalattal való együttműködés” – magyarázta Ted Sarazin, a Beckhoff Kanada területi értékesítési vezetője.
A kék színű ELX-sorozatú terminálok révén egyszerűbben építhető fel kommunikáció a veszélyes környezetekben üzemelő terepi eszközökkel, továbbá segítségükkel megtakarítható az egyébként kialakítandó robbanásvédelmi burkolatok és biztonsági övezetek költsége és munkaigénye (Fotó: © Pierre Charbonneau, 2022)
Automatizálással optimalizált keverési művelet
A Pépin új gyártóüzemében hat nagy tartályban tárolják a leggyakoribb festékösszetevőket, további tégelyekben pedig a különféle egyéb anyagokat, többek között adalékokat, gyantákat és porokat. A rendszer az anyagokat a tartályokból és tégelyekből automatikusan a megfelelő keverőállomáshoz továbbítja, a beérkező szállítmányokból pedig feltölti a tartályokat. Ennek során a rendszer szabályozza a hőmérsékletet és a nyomást, miközben ellenőrzi az összetevők mennyiségét és egyéb tényezőket, biztosítva, hogy mindegyik összetevőből elegendő álljon rendelkezésre és a továbbítás során megőrizzék viszkozitásukat. Korábban az operátoroknak nagy hordókat kellett mozgatniuk és keverés előtt kézzel kellett kimérniük a komponenseket, ezzel szemben most közvetlenül a keverőknél indítják és felügyelik a folyamatokat. Hordozható vagy munkaállomásra szerelt táblagépekről szükség esetén bármikor könnyen kezelhető a rendszer, továbbá részletes adatok és riasztási üzenetek is leolvashatók.
A központi vezérlő feladatait a Beckhoff C6030 típusú ultrakompakt ipari PC-je látja el. „A Beckhoff ipari PC-i nagy számítási teljesítménnyel és rövid ciklusidőkkel rendelkeznek” – fejtette ki Marc-André Duguay, a Centris ipari szoftvereket fejlesztő mérnöke. „Könnyen hozzáférést enged az adatokhoz, a TwinCAT környezetben pedig egyszerű a programozás és hibaelhárítás, különösen strukturált szöveg (ST) esetén.”
A Beckhoff PC-alapú vezérlésének nyílt jellege és OPC UA protokollon keresztüli csatlakoztathatósága lehetővé teszi a kommunikációt a Centris által kifejlesztett SCADA szoftverrel, egyúttal megkönnyítve a vezérlő és a táblagépek közötti kommunikáció TCP/IP protokoll segítségével történő felépítését helyi üzemi hálózaton keresztül. A vállalatirányítási rendszer (ERP) folyamatos bővítésénél is sok előnyt jelent majd az informatika és az automatizálás konvergenciája.
Az EtherCAT-rendszerrel hálózatba szervezhető az üzem sokféle eszköze, többek között ezek a kompresszorok is (Fotó: © Pierre Charbonneau, 2022)
Hatékony hálózati kommunikáció EtherCAT technológiával, robbanásveszélyes területeken is
Az EtherCAT rendszer folyamatos terepi kommunikációt biztosít. A Beckhoff ELX-sorozatú EtherCAT termináljai egy adott szegmensen belül általános be/kimeneti csatlakozási felületeken keresztül kapcsolhatók össze közvetlenül terepi eszközökkel, akár 0-ás zónabesorolású robbanásveszélyes környezetekben is. Ezzel a megoldással megtakarítható a hagyományos robbanásvédelmi burkolatok és biztonsági övezetek kialakításának költsége és munkaigénye. „Az EtherCAT hálózat összeállítása is nagyon könnyű: egyszerűen bekötjük a be/kimeneti terminálokat, megnyomjuk a „Scan” gombot, és a TwinCAT mindegyiket megtalálja” – tette hozzá Marc-André Duguay. A Centris az ELX-sorozatú terminálokon kívül a Beckhoff számos IP20 védettségű EtherCAT terminálját is használja – például TwinSAFE terminálokat a belső működésbiztonsági funkciókhoz. Az EK1100-sorozatú EtherCAT csatolókon keresztül csatlakoztatott távoli szegmensek pneumatikus szelepekkel, nagy kompresszorokkal, a festékek keveréséhez használt változó frekvenciájú hajtásokkal és egyéb eszközökkel bonyolítanak le adatcserét. Az EtherCAT rendszer lineáris, csillag- vagy fatopológiájú hálózatok kialakítását egyaránt lehetővé teszi. A szoftverfejlesztő szerint különösen fontos a gyűrűs topológia, amellyel biztosítható a Centris rendszere által igényelt kábeltartalékolás.
A nyílt, Ethernet-alapú terepi busz a különféle típusú architektúrák közötti kommunikációt is egyszerűbbé teszi. E célból a Beckhoff több mint 30 elterjedt kommunikációs protokollhoz rendelkezik kapuátjárókkal és buszcsatolókkal. Például, a Beckhoff CU2016 típusú, 16-portos Ethernet kapcsolója könnyen beépíthető mérlegekbe a nyersanyagok tömegének EtherNet/IP hálózaton keresztül történő méréséhez. A TwinCAT automatozálási szoftver BACnet protokollon keresztül lehetővé teszi a gázérzékelő- és a szellőztetőrendszerrel való kommunikációt is. Ezenfelül, mint Marc-André Duguay kifejtette, az épületautomatizálás és az ipari automatizálás egyszerűen összeintegrálható, így az ügyfél a szellőztetőrendszer minden adatát láthatja a SCADA szoftverben: „Ha a vegyszergőzök elérnek bizonyos szintet, az nagyon veszélyes. Bár az üzemben vannak az operátorok védelmét szolgáló riasztási mechanizmusok, a megjelenítés további fontos információkat szolgáltat.”
A projekt szakértői (balról jobbra): Francis Pépin, a Pépin Industries ügyvezető igazgatója; Ted Sarazin, a Beckhoff Kanada területi értékesítési vezetője; és Martin Legris, a Centris Technologies projektvezetője/fejlesztője (Fotó: © Pierre Charbonneau, 2022)
Izgalmas eredmények az automatizálás és az informatika együttes alkalmazásával
A Pépin vállalat digitális átalakításának eredményeképpen a termelékenység több mint 150%-kal növekedett. „Az új rendszerrel napi nyolcról 12 – egyes napokon akár 15 – tételre növeltük a termelést, és az átlagos tételméret a korábbi 180 gallonról 300 gallonra emelkedett” – fejtette ki Francis Pépin ügyvezető igazgató.
Az ipari bevonatokat gyártó vállalat működése átláthatóbb lett, egyúttal optimalizálták a termelés ütemezését, valamint a folyamatok elemzését és javítását a döntéshozatalra alkalmas adatok alapján. A nagyobb pontosságnak köszönhetően jelentősen kevesebb gyártás utáni kiigazításra van szükség, és mérséklődött az anyagfelhasználás is. „A gyártási folyamat hatékonyabb kézbentartása révén az átdolgozandó tételek számát havi 2–3 alkalomról negyedévenként egyre tudtuk csökkenteni” – jelentette ki Hélène Daigle. „Munkatársaink kevesebb időt töltenek a raktárban a nyersanyagok keresésével, mivel egy adott rendelés legtöbb összetevője vagy már előre ki van mérve, vagy az automatizált rendszerből érkezik.”
A Centris szerint a PC- és EtherCAT-alapú automatizálási technológiák számos projektben javítják a csapatok hatékonyságát. Amióta átálltak a Beckhoff technológiáira, még bonyolult rendszereknél is gyorsabb lett az üzembe helyezés. „Megnyugtató, hogy a vezérlőplatform terén a Beckhoff a fő partnerünk, mivel úttörő szerepet játszik az automatizálásban és folyamatosan fejleszti technológiai kínálatát” – jelentette ki Michel Kakos, a Centris egyik alapítója.
www.centristech.com
www.pepincoatings.com
www.beckhoff.com/elx
BECKHOFF Automation Kft.
1097 Budapest, Táblás utca 36-38. G épület 2. emelet
Tel.: + 36 1 501 99 40
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.beckhoff.com
#c1272d
