System SCADA dla całej linii produkcyjnej PET z raportowaniem i zarządzaniem recepturami
Klient posiadający linię produkcyjną do wytwarzania włókien PET potrzebował centralnego systemu SCADA umożliwiającego monitoring całej linii technologicznej składającej się z ośmiu osobnych maszyn połączonych w jeden pro…
Problem
Klient posiadający linię produkcyjną do wytwarzania włókien PET potrzebował centralnego systemu SCADA umożliwiającego monitoring całej linii technologicznej składającej się z ośmiu osobnych maszyn połączonych w jeden proces produkcyjny.
Początkowym założeniem było jedynie przeniesienie istniejących wizualizacji z paneli HMI do systemu SCADA tak, aby wybrane osoby mogły zdalnie obserwować pracę linii oraz zmieniać parametry procesu.
W trakcie projektu zakres został znacząco rozszerzony. System miał finalnie pełnić również funkcję głównego interfejsu operatorskiego dostępnego z poziomu cienkich klientów pracujących bezpośrednio na produkcji.
Rozwiązanie
W ramach projektu przygotowany został kompletny system SCADA obejmujący:
- centralną wizualizację całej linii produkcyjnej,
- obsługę użytkowników oraz poziomów dostępu,
- zarządzanie recepturami produkcyjnymi,
- monitoring parametrów procesu,
- historię zmian parametrów,
- raportowanie produkcji,
- integrację z istniejącym systemem produkcyjnym klienta.
System umożliwiał:
- zmianę parametrów procesu w czasie rzeczywistym,
- szybkie przezbrojenia całej linii za pomocą receptur,
- rejestrowanie kto i kiedy zmienił dany parametr,
- zapisywanie zmian wykonanych zarówno z poziomu SCADA, jak i lokalnych paneli HMI poszczególnych maszyn,
- tworzenie historycznych przebiegów parametrów procesu,
- analizę produkcji oraz raportowanie wykonanych zleceń.
Dodatkowo przygotowany został specjalny mechanizm integracji z działem technologii:
- opracowano plik Excel wykorzystywany przez technologów do przygotowywania kart ustawień linii,
- po zatwierdzeniu dane automatycznie trafiały do bazy danych,
- operator mógł następnie wybrać odpowiednią recepturę bez ręcznego przepisywania parametrów.
System został również zintegrowany z istniejącym systemem produkcyjnym klienta. Pozwalało to porównywać:
- rzeczywiste parametry procesu,
- czasy produkcji,
- dane pobierane bezpośrednio z maszyn,
z informacjami wprowadzanymi ręcznie przez operatorów.
Po zakończeniu zlecenia system automatycznie generował raport produkcyjny w formacie Excel zawierający:
- dane produkcyjne,
- przebiegi parametrów,
- wykresy procesu.
Dodatkowo raz dziennie tworzony był zbiorczy raport podsumowujący wszystkie zlecenia wykonane na linii.
Dodatkowe wyzwania techniczne
Projekt wymagał również rozwiązania kilku problemów integracyjnych związanych z istniejącą infrastrukturą.
Jednym z nich było logowanie operatorów na stanowiskach wyposażonych w cienkich klientów. Standardowe rozwiązania oparte o klawiaturę lub klawiaturę ekranową nie sprawdzały się w warunkach produkcyjnych.
W celu uproszczenia logowania wdrożono system oparty o karty RFID. Problemem okazały się jednak ograniczenia cienkich klientów w poprawnym odczycie danych z czytników RFID.
Rozwiązanie zostało oparte o Raspberry Pi:
- czytnik RFID przesyłał dane do Raspberry Pi,
- Raspberry przekazywało identyfikator użytkownika do bazy danych,
- system SCADA automatycznie rozpoznawał operatora i wykonywał logowanie użytkownika.
Dodatkowo konieczna była modernizacja konfiguracji sterowników PLC na linii. Istniejące sterowniki nie posiadały wcześniej modułów ethernetowych umożliwiających komunikację ze SCADA.
Dzięki dostępności projektów Step7 możliwe było:
- wykonanie modyfikacji HW Config,
- analiza istniejącego programu PLC,
- przygotowanie komunikacji ethernetowej,
- odwzorowanie parametrów wykorzystywanych wcześniej na panelach HMI.
Efekt
Finalnie wdrożony system SCADA stał się centralnym systemem zarządzania i monitorowania całej linii produkcyjnej.
Rozwiązanie zapewniło:
- łatwiejszą obsługę procesu przez operatorów,
- szybsze przezbrojenia,
- pełną historię zmian parametrów,
- lepszą diagnostykę problemów produkcyjnych,
- automatyczne raportowanie produkcji,
- większą kontrolę nad procesem technologicznym,
- integrację danych produkcyjnych z wielu źródeł w jednym systemie.
Projekt był realizowany etapowo przez około trzy miesiące i obejmował zarówno prace programistyczne, integracyjne, jak i modyfikacje istniejącej infrastruktury automatyki.