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.

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.

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.

Индустрия 4.0 – Специалисты по производству пленки делают следующий шаг