Единая система сбора данных об оборудовании и энергетике
Для энергоемких производств особенно важно точно знать, сколько энергии потребляет их оборудование и сколько придется платить за это. Если энергопотребление составляет наибольшую статью затрат, то важно оптимизировать ее использование. Семейная компания, специализирующаяся на производстве и обработке полимерной пленки, предназначенной для многих сфер, объединила в одну систему данные о технологических параметрах на производственной линии и энергетических затратах. Ее можно по праву считать решением Индустрии 4.0. Такой обзор данных оказался очень полезным для компании, так как с его помощью облегчается принятие решений.
Группа Horn & Bauer, основанная в 1924 году, является ведущим специалистом в производстве и обработке полимерных пленок, годных для создания упаковок или обеспечения сохранности. В этой группе компаний среднего размера работают около 400 сотрудников, которые располагаются на трех предприятиях в Германии, а также на заводах в Испании, Франции и Англии. Они производят пленки для промышленного применения, потребительных упаковок и систем защиты транспортных средств. Продукция находят свое применение в таких отраслях, как химия, медицина, техника, машиностроение, электротехника пищевая промышленность.
![](https://iotsmart.ru/wp-content/uploads/2021/09/Horn_Bauer_Unternehmen.jpg)
Коммуникация оборудования с помощью технологий Индустрии 4.0
Оптимизация энергетических затрат
Чтобы компания в итоге преуспела в совершенствовании заводов, технологические процессы должны выстраиваться и модернизироваться в рамках технологий Индустрии 4.0. После того, как задача сбора данных с оборудования была решена, все равно информации было недостаточно для того, чтобы всецело оптимизировать использование ресурсов предприятия. Очень важно было знать потребности в энергии, которые составляют большую часть затрат при производстве пленок. Особенно стоит отметить процессы нагрева пластиковых гранул, их расширение с последующим растягивании в экструдере. Потребление энергии варьируется в зависимости от состояния сырья и задаваемой скорости. Его следует отслеживать, оценивать и документировать.
Долгое время данные обо всех измеряемых параметрах на производстве отправлялись в систему планирования ресурсами предприятия SAP. Несмотря на то, что с ее помощью можно было оценить эффективность работы системы, например, соотнося затраченное и целевое время на выполнение той или иной операции, этой информации все равно было недостаточно. Кроме того, ранее использовались две отдельные друг от друга системы для регистрации данных технологических процессов и энергетики, что приводило к дополнительным затратам и проблемам к обозримости информации.
Единое место для хранения данных с устройств
Через специалистов, которые оказывали услуги по сбору данных производственного процесса и отправке их в систему SAP, стало известно о компании Inray Industriesoftware GmbH, так как они уже сотрудничали с ней и оказались довольными результатами. Поскольку компания Horn & Bauer уже искала различные варианты решения задачи – в итоге решение было принято в пользу Inray. “Компании Inray мы доверили решение всех накопившихся вопросов. Теперь, благодаря тому, что у нас есть доступ к информации об оборудовании и измеряемой датчиками информации, у нас единое хранилище данных”, – сообщает руководитель команды ИТ Маттиас Шмидт.
Для предприятия было очень важно иметь возможность записывать и визуализировать данные, чтобы изучать их изменение в течение временных периодов. Теперь есть возможность предоставлять их в требуемом виде и хранить в качестве сведений и документации. Теперь постоянно можно отслеживать степень выполнения задач, а благодаря данным с датчиков можно узнавать о том, в каком состоянии находится оборудование. С помощью этой информации можно оптимизировать производство: если обнаружено, что параметры состояния приближаются к предельным значениям, можно осуществить внеплановое техническое обслуживание. Таким образом компания Horn & Bauer теперь может выявить оптимальные параметры для функционирования машин на том или ином участке производственной линии.
![](https://iotsmart.ru/wp-content/uploads/2021/09/Horn_Bauer_Produktion.jpg)
Детальный обзор ситуации на производстве
Во многом решение такой задачи стало реальным благодаря получению дополнительной информации. Теперь объединяются данные о времени, нарушениях, скорости вытягивания пленки, производительности в погонных метрах или в толщине профиля. В то же время отображается потребление энергии, что дает сотрудникам более полную картину производства. Получаемые данные позволяют оптимизировать производственный процесс и снизить энергетические затраты. Для компании Horn & Bauer – крупного ее потребителя, этот вопрос является особенно жизненным.
В таком случае, для понимания текущей ситуации достаточно посмотреть динамику параметров: если во время производства одного и того же продукта обнаруживаются разные уровни потребления энергии – это указывает на неисправность оборудования. Кроме того, исходя из опыта, можно также заключить, что более высокое энергопотребление указывает на необходимость проведения технического обслуживания машины.
Внедрение за 3 месяца
Примерно год назад началось внедрение трех инструментов компании Inray. Они решают задачи: установления связи между предприятиями, планирования ресурсов, управления энергопотреблением. С начала 2019 года системы начали работать на трех локациях в Германии. В штаб-квартире в Швальмштадте установлен сервер OPC компании Kepware, который обеспечивает межмашинную связь. В свою очередь инструмент OPC Router устанавливает связь между этим сервером, системой SAP и базой данных SQL. Прикладной сервер предприятия используется для управления энергопотреблением, сбора и хранения данных об этом.
Инструменты Kepware и OPC Router также используются на предприятиях в городах Вюмбах и Динкельсбюль. Для поддержания связи между машинами, сервис OPC Router получает данные от Сервера OPC Kepware, затем подготавливает и передает их в SAP через соответствующие интерфейсы. Всего таким способом было подключено 50 машин.
Устраните препятствия с дороги
В ходе реализации выявились некоторые камни преткновения, которые необходимо было устранить. Например, возникли трудности с измерением потребления энергии. Оказалось, что устройства конфликтовали между собой и получались неточные значения из-за того, что за один раз прочитывалось слишком много данных.
Например, когда данные передаются по протоколу M-Bus, для принятия верного решения, необходимо знать скорость передачи. Для того, чтобы решить возникшие проблемы и помочь команде ИТ, в специализацию которой не входит подключение и управление оборудованием, сотрудники Inray оказали необходимую поддержку по горячей линии.
Стандартизованная связь и подробная визуализация
Браузерная визуализация системы
Благодаря установлению связи на основе стандартных протоколов, теперь стало гораздо легче и быстрее объединять оборудования в сеть. С помощью инструмента OPC Router можно состыковывать различные производственные системы, управляющие устройства, обеспечивать совместимость протоколов и устанавливать простую, стандартизированную и сертифицированную связь с системой SAP. В прошлом проблема совместимости оборудования от различных производителей и с разными инструментами управления была очень сложным и утомительным занятием.
Значительным преимуществом системы является визуализация. Поскольку продукт компании Inray создан с помощью HTML5, с обработанной информацией можно ознакомиться в любом месте с помощью браузера в системе предприятия или на ПК. Благодаря веб-интерфейсу стало гораздо проще передавать информацию лицам, принимающим решения, и ответственным руководителям. Также стоит отметить гибкость дизайна.
Централизованное хранение данных
Также в инструменте Kepware запросы имеют унифицированную структуру, что избавляет от необходимости отдельно просматривать системы каждого из поставщиков. О происхождении данных можно узнать всего за несколько кликов. Централизованное хранение данных является предпосылкой для единообразной оценки полученной информации. Ранее необходимо было вручную объединять данные из разных систем и создавать интерфейсы для общего обзора их. Теперь же все они объединены в одну систему. Согласно пожеланиям специалистов по производству пленки, данные с технологических установок и об использовании энергии также были объединены в одну систему.
Модель Прикладного сервера предприятия также хорошо зарекомендовала себя. Предыдущее решение ограничивало количество переменных, но с помощью этой системы лимит количества устанавливаемых датчиков больше не является проблемой, поэтому компания Horn & Bauer может измерить больше параметров за те же деньги.
В целом решения компании Inray работают более стабильно, чем ранее использовавшаяся система. Тогда ее логика работы была не всегда была прозрачной, и поэтому трудно производить самостоятельную проверку.
«Мы очень довольны продуктом и, надеемся, что сможем дальше продолжать его использование», – резюмирует Шмидт.
Заключение
Благодаря стандартизации устройства и другие системы, созданные разными производителями или работающие с разными протоколами связи, можно легко объединить в сеть. Веб-визуализация позволяет просматривать данные там, где это необходимо. Благодаря объединению данных с технологического оборудования и сведений о потреблении энергии в рамках единой системы, а также лучшему уровню детализации – все теперь может быть записано и представлено в унифицированном виде, что позволяет делать точные выводы и проводить оптимизацию производства в будущем.