KiedyWeiler Engineering dokonał modernizacji systemów napędowych w swoich maszynach, okazało się, że możliwości sterownika PLC ograniczają funkcjonalność nowego wyposażenia. Problemy z kompatybilnością postawiły pod znakiem zapytania cały projekt.
Wymiana składników systemu sterowania to czynność przemyślana, którą każdy automatyk zawsze traktuje bardzo poważnie. Różne konfiguracje sprzętowe są dokładnie badane i testowane przed ostatecznym wyborem sprzętu. Nowo modyfikowana maszyna musi pracować całkowicie poprawnie, aby spełnić stawiane jej wymagania oraz móc bezproblemowo integrować się z innym sprzętem wykorzystywanym w zakładzie. Zazwyczaj jednak inżynierowie nie są w stanie wykorzystać wszystkich możliwości oferowanych przez urządzenia. Dzieje się tak wyłącznie z powodu braku lub ograniczonej kompatybilności urządzeń. Dla producentów typu OEM przystosowanie wyposażenia maszyny do wymagań, jakie ma spełniać, to kwestia kluczowa. Producent musi wziąć pod uwagę fakt, że sygnały sterujące maszyną różnią się w zależności od jej przeznaczenia. Poza tym musi być kompatybilna z szeroką gamą współpracującego z nią wyposażenia.
Weiler Engineering ma czterdziestoletnie doświadczenie w produkowaniu systemów wydmuchująco-napełniająco-uszczelniających. Stosowana przez nią technologia Asep-Tech łączy formowanie przez nadmuchiwanie, sterylne napełnianie i hermetyczne uszczelnianie w jednym systemie pracującym w trybie ciągłym. Firma jest jednym z głównych światowych dostawców maszyn do sterylnego pakowania medykamentów i środków higienicznych. Aby je wytworzyć, należy spełnić bardzo ostre wymagania technologiczne producenta, dystrybutora i użytkownika końcowego.
Tym wyzwaniom można sprostać przy użyciu specjalnych pojemników i metod ich zamykania. Weiler ma w swojej ofercie szeroką gamę maszyn do produkcji opakowań o pojemnościach od 0,2 ml do 1 000 ml, które wytwarzane są w ilości do 15 000 sztuk na godzinę w zależności od szczegółowych wymagań. Producent stanął przed poważanym problemem kompatybilności PLC, kiedy dostawca sterowników zmienił gamę oferowanych produktów.
? Używamy określonych typów sterowników PLC w naszych maszynach od 25 lat ? mówi Robert Mazur, manedżer działu inżynierii elektrycznej Weinera. ? Problemy powstały, gdy dostawca sterowników PLC zastąpił dotychczasową linię produktów nową. Druga generacja nie odpowiadała naszym standardom. Z pomocą przyszedł inny producent, jednak nie był w stanie zaproponować nam sterowników o takiej funkcjonalności, jakiej oczekiwaliśmy. Byliśmy bardzo zaniepokojeni. Warto podkreślić, że sytuacja nie powstała z winy producenta PLC. Problem stanowiła integracja sterowników tej firmy i pozostałego wyposażenia.
Wyposażenie Weiler Asep-tech działa następująco: urządzenia do wytłaczania wyciskają plastik z pięciu okrągłych elementów do szesnastu tub. Wózek maszyny, który przytrzymuje formę, cofa się i zamyka otwarte tuby. Następnie są one odcinane, a wózek przesuwa się do przodu w czasie, gdy plastik napełnia kolejne tuby. Maszyna zaopatrzona z każdej strony w pięć do sześćdziesięciu wtryskiwaczy napełnia cieczą pojemniki umieszczone wewnątrz formy. Wtryskiwacze zostają wycofane z formy, a pojemniki uszczelnione. Po uformowaniu i ostygnięciu pojemniki są uwalniane. Wózek cofa się i cały cykl jest powtarzany. Uformowane pojemniki transportowane są do sterowanego komputerowo stanowiska, gdzie następuje odcięcie nadmiaru materiału, a gotowy produkt wysyła się do pakowania.
Technologia Asep-Tech łączy formowanie przez nadmuchiwanie, sterylne napełnianie i hermetyczne uszczelnianie w jednym systemie pracującym w trybie ciągłym.
Kiedy Weiler zaczął pracę nad rozwojem w pełni elektrycznej maszyny, używano sterowników PLC i napędów różnych firm. Integracja stała się więc głównym problemem.
? Po licznych, ale nieskutecznych próbach znalezienia rozwiązania poprosiliśmy firmę Siemens o przybycie do zakładu, zapoznanie się z gamą naszych produktów i stwierdzenie, czego potrzebujemy ? mówi Mazur.
Tak się też stało. Siemens zapewnił pomoc w poszukiwaniu błędów i zaprojektował rozwiązanie problemu kompatybilności sterowników. W tej chwili Weiler używa sterowników Siemens S7-300 oraz ekranów dotykowych we wszystkich konfiguracjach wyposażenia elektrycznego maszyn. Moduły są zawieszone na szynie DIN i przykręcone tak, aby tworzyć kompatybilną konfigurację. Tylna część magistrali jest zintegrowana z modułami (złącza magistrali mogą być po prostu wetknięte). Mimo dużego zróżnicowaniu modułów dla Simatic S7-300 można konfigurować scentralizowane rozszerzenia i proste systemy dystrybucji.
? Każda z kart We/Wy, jakich używamy i każde gniazdo rozszerzeń ma funkcję autodiagnozy ? tłumaczy Mazur. ? Jeśli coś złego mogłoby się stać, na przykład zwarcie czy złe połączenie, problematyczna karta zostanie wskazana, zaś wewnętrzny bit danych ustawiony i przekazany na ekran diagnostyczny. To pozwala operatorowi natychmiast, bezpośrednio w miejscu pracy, określić, która karta powoduje problem.
Interfejs użytkownika stanowiło kiedyś 15 stron, które były używane do podstawowych operacji. Dziś jest ich 70?80. Weiler cały czas wykorzystuje kilkanaście podstawowych stron, do których przyzwyczajeni są klienci. Poza tym umożliwia podgląd bardziej szczegółowych informacji oraz oferuje ekrany pomagające w poszukiwaniu błędów i diagnostyce.
System ma także interfejs do elastycznej pracy z produktami Siemensa, a także produktami innych dostawców (tzw. third-party products), które zgodne są ze standardem Profibus. Weiler może teraz po prostu podłączyć kable i kontrolować pracę systemu.
ce
Artykuł pod redakcją inż. Łukasza
Urbańskiego, doktoranta w Instytucie
Automatyki Przemysłowej Politechniki
Szczecińskiej
Integralność to podstawa
Dla Control Engineering Polska mówi Steffen Leidel, dyrektor Działu Industry Automation Systems, Siemens:
Przykład Weiler Engineering pokazuje, jak ważna jest integralność wszystkich elementów systemu automatyki. Tylko te rozwiązania systemowe, które gwarantują integrację wszystkich komponentów w jednolitym systemie sterowania są w stanie zapewnić bezproblemową obsługę oraz optymalną współpracę elementów systemów automatyki. Drugim ważnym zagadnieniem jest możliwość migracji starszych systemów do nowych wersji. Siemens oferuje sterowniki Simatic od 50 lat, przy czym zawsze zapewnia możliwość wygodnego i bezproblemowego przejścia do nowszych rozwiązań. Przykładowo, migracja popularnego od wielu lat sterownika Simatic S5 do Simatic S7 jest możliwa przy użyciu narzędzia automatycznej konwersji programu. Dla Siemens sprawą oczywistą jest zapewnienie, obok nowych funkcji i rozwiązań technologicznych, funkcjonalności dotychczasowego systemu. Kolejną istotną kwestią jest możliwość wygenerowania automatycznej diagnostyki. To bardzo ważne z punktu widzenia użytkownika maszyny lub instalacji przemysłowej. Ekrany operatorskie muszą gwarantować nie tylko wygodną obsługę maszyny lub procesu, ale także zapewnić kompleksowy monitoring wszystkich komponentów systemów i w przypadku uszkodzenia jakiegokolwiek elementu szybko poinformować obsługę o tym, gdzie, kiedy i dlaczego nastąpiło uszkodzenie. Jest to możliwe tylko w systemach zintegrowanych, tam gdzie wszystkie komponenty współpracują między sobą w myśl naszej koncepcji ?Totally Integrated Automation?. Zgodnie z nią Siemens oferuje całkowicie zintegrowaną automatykę: inteligentne rozdzielnie elektryczne, aparaturę obiektową i czujniki, bariery świetlne i zabezpieczenia, sterowniki, napędy, sieci przemysłowe, systemy wizualizacyjne oraz nadrzędne systemy współpracujące z programami obsługującymi wszystkie procesy w przedsiębiorstwie.