Wszystkie procesy w ryzach

Procesy produkcji przemysłowej stają się coraz bardziej złożone, system sterowania jest zalewany danymi wejściowymi z coraz większą liczbą czujników, a rosnąca liczba serwomechanizmów wymaga wysoce precyzyjnych danych wyjściowych. Podczas gdy tradycyjne rozwiązania oparte na SCADA i sterownikach programowalnych (PLC) mają swoje ograniczenia, potrzebny jest w pełni zintegrowany system służący do sterowania, monitorowania i koordynacji każdego aspektu produkcji.

"Skończyły się czasy, w których każdą maszynę i linię w fabryce można było traktować jak samodzielne urządzenie" wyjaśnia Martin Reichinger, kierownik jednostki biznesowej Automatyka Procesów w B&R. "Na przykład: Jeżeli chcemy zagwarantować maksymalną wydajność produkcji i jakość produktów, maszyna pakująca na końcu linii musi być skoordynowana z napełniaczem na jej początku." Procesy produkcyjne stały się tak złożone, że nie opłaca się już ręcznie konfigurować i monitorować najważniejszych parametrów produkcji. Duże ilości danych to poważne wyzwanie. Tworzenie kanałów i filtrowanie zalewającej nas fali danych o urządzeniach, danych o procesach i danych eksploatacyjnych w spójne, przydatne zbiory informacji, znane jako platforma wiedzy o procesach produkcyjnych (Manufacturing Intelligence).

Drugą cecha, jakiej wymaga rynek jest elastyczność. "Trzeba być w stanie wprowadzać zmiany produktowe z marszu, przy minimalnej konfiguracji" wyjaśnia Reichinger. "Tylko w ten sposób można utrzymać się na współczesnym rynku." Butelki i opakowania z indywidualnym nadrukiem można obecnie znaleźć w nielicznych kampaniach marketingowych, ale za kilka lat staną się one normą. Nawet właściciele małych i średnich zakładów będą musieli zastanowić się w jaki sposób zaoferują ten poziom elastyczności. Jedyną odpowiedzią jest całkowicie zintegrowane rozwiązanie służące do sterowania, monitorowania i koordynacji wszystkich aspektów produkcji.

"Przez długi czas takie systemy znajdowały się wyłącznie w wielkich zakładach przetwórczych" przypomina Reichinger. To właśnie stąd pochodzi termin system sterowania procesami. Jednak, zasadę leżącą u podstaw systemu sterowania procesami można z łatwością zastosować do dowolnego procesu produkcyjnego lub systemu infrastruktury.

Przejście na rozwiązanie do sterowania procesami jest notorycznie skomplikowane i kosztowne. W związku z tym wielu dostawców systemów sterowania procesami oferuje oddzielne systemy automatyki dla fabryki i dla infrastruktury starając się usunąć początkowe przeszkody. "Takie podejście jest wielce niekorzystne dla operatorów instalacji" wyjaśnia Reichinger. "Otrzymują trzy różne systemy, z których każdy generuje własne koszty szkoleń, części zamiennych i utrzymania." Dlatego B&R obrała inną drogę w przypadku APROL. Na jednej, konsekwentnie prostej w użyciu platformie, APROL unifikuje automatykę procesów, automatykę fabryk i automatykę infrastruktury.

Architektura systemu APROL jest doskonale skalowalna. Od podstawowej konfiguracji ze sterownikiem i przemysłowym PC do złożonego systemu serwera klienta z setkami sterowników i tuzinami serwerów runtime i stanowisk operatorów – dla każdego zestawu wymagań istnieje idealna architektura APROL. W przypadku zmiany tych wymagań system można rozszerzyć o kolejne moduły w dowolnej chwili i dodać do niego nowe funkcje.

"Załóżmy, że steruje się już zakładem produkcyjnym przy pomocy systemu APROL i gdzieś po drodze stwierdza się, że klimatyzacja jest istotnym czynnikiem dla danego procesu" mówi Reichinger. "Bez żadnego problemu można zintegrować sterowanie tymi urządzeniami i ich monitorowanie z systemem sterowania procesami w celu zapewnienia optymalnego środowiska przez cały czas." Nie trzeba również kupować, instalować i utrzymywać nowego systemu w całości. Niepotrzebne jest nowe oprogramowanie i żadne dodatkowe stacje sterowania.

W przypadku systemu APROL bez różnicy jest czy buduje się instalację demonstracyjną do celów szkoleń technicznych z 50 kanałami wejścia i wyjścia (I/O) czy realizuje się projekt na wielką skalę z 200.000 kanałami. Architekturę można rozbudować nawet w trakcie eksploatacji. W przypadku konkretnych zastosowań takich jak monitorowanie poziomu energii, monitorowanie stanu i zaawansowanej kontroli procesów, APROL oferuje nietuzinkowe rozwiązania - już zainstalowane i skonfigurowane i gotowe do użytku. "APROL posiada wszystkie zalety systemu sterowania procesami, a jego obsługa nie wymaga specjalistycznej wiedzy" mówi Reichinger. Rozwiązania te można rozbudować w pełni rozwinięty system sterowania procesami w dowolnej chwili bez konieczności przechodzenia na nowy system.

W wielu procesach należy zagwarantować wysoką dostępność w celu uniknięcia kosztownych przestojów. Takie instalacje oparte są na całkowitej redundancji systemu. W przypadku systemu APROL, magistrala polowa, sterownik, szyna procesowa, serwer runtime, szyna operatora i stanowiska obsługowe mogą być wszystkie rozmieszczone redundantnie. W przypadku nieprawidłowego działania czynnego systemu wszystkie jego zadania w trybie pracy awaryjnej sprawnie przejmuje system awaryjny. Zapobiega to występowaniu przestojów w produkcji, poprawia niezawodność procesów i zapewnia konsekwentną jakość wyjściową. Zapobiega również powstawaniu luk w akwizycji danych, co zapewnia kompleksową i sprawną dokumentację całego procesu produkcyjnego. "Ponieważ nie jest wymagany specjalny sprzęt, system, który nie jest systemem redundantnym w każdej chwili może stać się redundantny. W ten sposób każdy z komponentów jest w 100% bezpieczną inwestycją" wyjaśnia Reichinger.

"Coraz więcej firm czuje się zobowiązanych – czy to w świetle przepisów prawa czy umów z kontrahentami – do zapewnienia ścisłej dokumentacji ich procesów produkcyjnych" zauważa Reichinger. Ponieważ te zjawiska tradycyjnie ograniczają się do branży żywności, napojów i branży farmaceutycznej, w dzisiejszych czasach znajdują się również producenci z branży motoryzacyjnej, którzy na przykład żądają przedstawienia przez dostawcę pełnej historii każdego z komponentów. "System sterowania procesami nie tylko rejestruje wszystkie ważne dane o produkcji, ale również prowadzi dziennik wszystkich czynności operatora oraz wszystkich ostrzeżeń lub alarmów. To doskonałe narzędzie do tej pracy" mówi Reichinger. Opracowane przez B&R rozwiązanie do akwizycji danych procesów APROL PDA jest dostępne jako wbudowana funkcja systemu sterowania procesami APROL lub jako wcześniej skonfigurowany samodzielny pakiet.