Modernizacja sterowania bez przestojów – wdrożenie w firmie CHT/BEZEMA

CHT – profil i struktura firmy

Firma CHT rozpoczęła działalność jako dostawca chemii dla włókiennictwa, a następnie poszerzyła ją  o chemię specjalistyczną dla włókiennictwa, czyszczenia tekstyliów, chemię budowlaną oraz chemię wysokiej jakości. Większość przychodu firmy generowana jest ze sprzedaży złożonych produktów, które wytwarza się głównie w zakładach produkcyjno-logistycznych w Dusslingen/Niemcy. Jest tam 68 stanowisk przetwórczych, w tym 10 systemów zasilania wyższego rzędu, 40 zbiorników mieszających oraz 14 reaktorów chemicznych. Wiele stanowisk pełni szereg funkcji jednocześnie, umożliwiając wytwarzanie do 100 różnych produktów.

Czas na modernizację

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 nie będą wkrótce mogły sprostać rosnącym wymaganiom rynku pod względem jakości produktów, zapewniania jakości, niezawodności procesów technologicznych i przepisów BHP. Zauważono, iż przestarzała technologia uniemożliwia realizację nowych zamówień.

W związku z tym, określono cel modernizacji: wymiana systemów sterowania, interfejsów HMI i gromadzenia danych – które stały się przestarzałe, nieelastyczne i zbyt podatne na awarie – na technologie najwyższej klasy.

Nowy DCS i nowy system sterowania

W wyniku szczegółowej analizy ofert firma CHT zdecydowała się na system sterowania procesami APROL firmy B&R. Zastosowanie systemu APROL pozwoliło na stopniowe przeniesienie stanowisk produkcyjnych do nowego systemu kontroli procesów bez wyłączania starych układów, co było jednym z najważniejszych celów zakładu.

Drobiazgowo podzielona oferta produktów z zakresu sterowania i HMI, oferowanych przez B&R, pozwoliła firmie CHT dopasować wydajność sterowników PLC w każdym systemie do stawianych mu wymagań, a także wyposażyć systemy w szereg modułów I/O i własne urządzenia HMI. Właśnie ze względu na taką elastyczność rozwiązania firma B&R została również wybrana jako dostawca systemu sterowania i HMI.

Proces migracji do nowego systemu

Integratorem nowego systemu była firma Erler. Pierwszy etap migracji zrealizowano na bardzo złożonym stanowisku pilotażowym wyposażonym w około 360 cyfrowych i 20 analogowych kanałów I/O. Etap ten trwał aż do końca 2011 roku, po czym kolejne stanowiska produkcyjne migrowano w tempie niemal jednego na tydzień. W  2013 zakończono migrację na system APROL wszystkich 68 stanowisk w Dusslingen i wówczas nastąpiło ostateczne wyłączenie starych systemów.

Nowe rozwiązanie w firmie CHT obejmuje: 46 jednostek HMI Power Panel, niecałe 70 sterowników X20 oraz około 14 000 i 1000 analogowych kanałów I/O X20, a także szereg stanowisk nadzoru zmianowego połączonych siecią VNC. System jest wyposażony w dwa serwery wykonywania programów, jeden serwer technologiczny oraz serwer VNC zabezpieczony systemem gwarantującym ciągłość działania według koncepcji „Disaster Recovery”. Redundantna sieć produkcyjna oparta na Linuksie komunikuje się z urządzeniami na platformie Windows w sieci firmowej za pomocą ściśle określonego interfejsu.

Podwójna redundacja

W zakładzie wprowadzono nawet podwójną redundancję. Każdy komponent na stanowiskach produkcyjnych podłączony jest do dwóch systemów magistralowych, tj. magistrali operatora i i magistrali procesu. Mogą one zastępować się wzajemnie w razie potrzeby. Ponadto, każde ze stanowisk wyposażono w dwa porty, mogące pełnić funkcje zastępcze wobec siebie. Odpowiada to wymogowi dużej dostępności stanowisk.

Analizy sekwencji technologicznych stały się znacznie łatwiejsze niż niegdyś. APROL pozwala analizować współzależności między procesami w czasie rzeczywistym i tym samym można na bieżąco optymalizować technologię. Dzięki dziennikom danych technologicznych można wyśledzić przyczyny braków jakościowych w partiach i analizować je w późniejszym czasie.

Firma CHT używa uzupełniających danych do analizy poboru energii i ograniczania jej zużycia. System umożliwia również regulację pojedynczych krytycznych parametrów procesów w celu poprawy bezpieczeństwa stanowisk, zwłaszcza ze względu na procesy przetwórcze wymagające certyfikatów.

Wyzwanie zakończone sukcesem – warto było migrować z APROL

Stopniowe podejście, równoległa praca APROL z systemami poprzednimi oraz routing danych za pomocą koncentratora danych pozwoliły na zachowanie zdolności produkcyjnych i nie doprowadziły do utraty danych. Nowy zmodernizowany system, oparty na automatyce firmy B&R, pozwala reagować szybciej i elastyczniej na najnowsze trendy, a także ekonomicznie realizować proces zmian.

Więcej o APROL na stronie http://www.br-automation.com/pl/produkty/systemy-sterowania-procesem/.

źródło: "Automatyka" 10/2015