Systemy informatyczne w zakładach produkcyjnych podnoszą efektywność
pracy przez standaryzację procesów obsługi oraz szybkie dostarczanie realnej informacji na temat parametrów maszyn oraz systemów pobocznych. Od kilku lat obserwujemy wzmożone zainteresowanie wykorzystaniem takich systemów do monitorowania układów zasilania w media na terenie zakładów produkcyjnych.
Firmy produkcyjne inwestują w monitoring i bilansowanie zużycia energii elektrycznej, gazu, ciepła, sprężonego powietrza, gazów technologicznych i szlachetnych. Doświadczenie pokazuje, że są to racjonalne inwestycje z ekonomicznego punktu widzenia ? nawet gdy są stosowane jedynie przez zespoły odpowiedzialne za media, np. dział głównego energetyka. Ich szersze użycie przez inne zespoły, np. dział automatyki lub utrzymania ruchu, może jeszcze znacznie skrócić okres zwrotu z inwestycji, dając wymierne korzyści po stronie zwiększenia dostępności parku maszynowego.
Co to jest system monitoringu mediów?
Jest to system, który umożliwia śledzenie na bieżąco oraz wstecznie, a także rozliczanie i bilansowanie tego, jak zużywane jest dane medium, np. gaz ziemny, na terenie zakładu. W zależności od tego, jak opomiarujemy naszą instalację w inteligentne liczniki lub mierniki z interfejsami komunikacyjnymi, jesteśmy w stanie z odpowiednią dokładnością śledzić, jak intensywnie i kiedy zużywamy ww. gaz w danym miejscu procesu. Może być to zrealizowane z dokładnością do danego wydziału (jeden licznik na jeden wydział) lub nawet konkretnej maszyny (licznik przy maszynie). W jednym systemie nadrzędnym możemy monitorować wiele typów mediów.
System składa się z inteligentnych liczników połączonych w sieć i podpiętych do systemu sterowania jako koncentratora danych lub bezpośrednio do układu komputerowego. Bieżące monitorowanie pracy systemów zasilania w media, jakości medium i poziomu wykorzystania mediów jest realizowane za pomocą oprogramowania wizualizacyjnego oraz urządzeń mobilnych (tablet, smartfon). Analiza historyczna może być prowadzona na tych samych urządzeniach za pomocą zaawansowanych narzędzi analitycznych, internetowych raportów lub arkuszy MS Excel.
Jak taki system może pomagać pracownikom działu automatyki?
Wartościowe przy budowaniu takiego systemu jest połączenie w nim funkcji monitoringu mediów z funkcją śledzenia statusów i parametrów pracy maszyn. Oba typy informacji w jednym systemie dają wiedzę:
- zespołowi odpowiedzialnemu za media ? na temat tego, jakie jest aktualne i przyszłe zapotrzebowanie ze strony parku maszynowego (np. czy przekroczę zamówione limity, jeżeli w tym momencie zostanie uruchomiona maszyna),
- zespołowi utrzymania ruchu i automatyki ? jak jakość i dostępność mediów wpływa w danym momencie na dostępność parku maszynowego (np. czy mogę teraz uruchomić ciąg technologiczny bez ryzyka podniesienia kosztów z powodu kar za przekroczenie limitów lub czy awaria maszyny jest spowodowana jakością i dostępnością energii elektrycznej).
Sprawniejsza diagnostyka awarii
Często pomiędzy efektem, który zaobserwowała produkcja, a jego przyczyną jest kilka ogniw. Obserwujemy podwyższoną ilość braków ? przyczyną jest niepoprawnie działający element technologiczny maszyny. Jest to spowodowane obniżonym poziomem podawanego sprężonego powietrza ? nie działa sprężarka, a powodem jest problem z jej zasilaniem. Posiadanie informacji o parametrach każdego elementu tego łańcucha przyczynowo-skutkowego na jednym ekranie wizualizacji daje olbrzymie możliwości diagnostyczne i przyspieszenie działania w procesie usuwania awarii. Przykłady tego typu można mnożyć.
Zapobieganie awariom ? wsparcie prewencyjnego utrzymania ruchu
Realny przebieg (liczba godzin) pracy maszyn może być (w przypadku braku innych możliwości) określany dzięki informacjom o zużyciu prądu, gazu lub innego medium.
Decyzja o wcześniejszym przeglądzie, naprawie lub serwisie prewencyjnym może być podjęta, gdy zaobserwujemy wyższe niż nominalnie zużycie medium na maszynie, np. możliwe zatarcie łożysk diagnozowane jest często z wyprzedzeniem przez analizę zużycia prądu wykorzystywanego na napędzanie danej części technologii.
Zmniejszenie awaryjności układów zasilania w media produkcyjne
System monitoringu mediów produkcyjnych może być wyposażony (w zależności od strategii operacyjnej) w funkcję tzw. strażnika mocy. System czuwa w trybie automatycznym nad tym, aby w danej jednostce czasu (moc chwilowa, 15 minut, 1 godzina) nie przekraczać limitu poboru. Zapobiega np. jednoczesnemu uruchamianiu wielu ciągów technologicznych w jednym momencie. Celem takiej funkcji jest z jednej strony zabezpieczenie się przed karami (szczególnie w umowach dotyczących gazu i energii elektrycznej), ale także doprowadzenie do bardziej równomiernego obciążenia układów zasilających w media. Efektem takiej funkcji jest zmniejszenie chwilowych obciążeń układów podawania np. sprężonego powietrza, pary, energii elektrycznej, co zwiększa ich żywotność, ale co najważniejsze ? statystycznie zmniejsza ilość awarii, ponieważ nie pracują one przy chwilowych ekstremalnych parametrach.
Szybsze i lepsze decyzje pracowników działu utrzymania ruchu
Bieżący monitoring parametrów (także na urządzeniach mobilnych) pracy maszyn i układów zasilania w media daje możliwość szybszego i bardziej trafnego określania przyczyn awarii. Za tym idzie komfort pracy tych zespołów ? dzięki temu, że mają większy bufor czasowy na przeprowadzenie naprawy.
Świadomość wpływu jakości energii na awaryjność maszyn
Korelacja informacji o stanie parametrów pracy maszyny i jakościowych parametrach np. prądu zasilającego tę maszynę; możliwość posiadania takich analiz wstecz (za dłuższy czas) daje niespotykane możliwości do wykrywania i predykcji wszelkich awarii związanych z tym, jak i czym zasilamy tę maszynę. Na przykład analiza harmonicznych może dać pogląd, jakie jest prawdopodobieństwo awarii elektroniki (PLC, PAC, Embedded) sterującej parkiem maszynowym. Podobnie rzecz ma się z parametrami ciśnienia np. gazu czy sprężonego powietrza, temperatury, ciśnienia pary itp.
Podsumowanie
Użyteczność systemów tego typu dla różnych zespołów w firmie jest duża. Warto zatem synchronizować ze sobą strategie rozwoju systemów informatycznych wspomagających ich pracę. Dużą wartość niesie ze sobą budowanie jednego spójnego systemu, zamiast niezależnych narzędzi w każdej grupie. Systemy tego typu są wręcz wymagane przy wdrożeniu normy ISO 50001 systematyzującej zwiększanie efektywności energetycznej przedsiębiorstw. Kolejne wdrożenia udowadniają, że rzetelna informacja dostarczona na czas osobom odpowiedzialnym za automatyzację i utrzymanie ruchu ma nieocenioną wartość.
