Наши партнеры и клиенты реализовали множеств успешных проектов на базе продуктов и решений, предлагаемых Клинкманн. Часть из наиболее интересных проектов мы оформили в истории успеха и с гордостью делимся с Вами. Проверьте на практике, каким образом решения от таких производителей как Wonderware, Unitronics, Rockwell Automation, eWon и др. помогут Вам в достижении качественно нового уровня эффективности и производительности.
Что именно привело к решению внедрения новой системы?
Предприятие ООО «Полихим» в течении 4 лет занимается фасовкой древесного угля в бумажные пакеты номиналом от 2,5 кг до 10 кг. За это время было приобретено два станка по фасовке древесного угля. Изначальным значительным недостатком покупных фасовочных станков был в первую очередь маленький габарит приемного бункера от 300 литров до 500 литров. Предприятие для увеличения производительности осуществило наращивание объема приемного бункера. Последующая задача модернизации оборудования была ограничена контроллерами отвечающими за управление функциями оборудования. К недостаткам контроллеров можно отнести: маленький экран, неудобная настройка, отсутствие счетчиков выпущенной продукции. Значительные временные издержки при затаривании премного бункера углем двух фасовочных станков побудили руководство компании, попросить инженеров спроектировать и собрать фасовочное оборудование двух канальное с единым большим приемным бункером.
Почему выбор остановился на продукции Unitronics?
После сборки двухканального фасовочного станка инженеры компании приняли решение о переводе станка под управление ПЛК+HMI Unitronics. ПЛК — основное устройство управления и контроля автоматом, поэтому при выборе прибора из номенклатуры, представленной производителями контроллеров и средств автоматизации на российском рынке, были сформированы основные критерии:
- Качество исполнения;
- Возможность подключения операторской панели управления с графическим дисплеем (ускорение
- взаимодействия рабочего персонала);
- Доступность программной среды (платная / бесплатная)
- Наличие оперативной технической поддержки;
- Неприхотливость в работе;
- Возможность импортирования собственных графических изображений в процессах;
- Поддержка большого количества катушек, регистров, таймеров;
- Возможность работы контроллера с плавающей точкой;
- Возможность создания подпрограмм;
- Наличие алармов;
- Построение графиков трендов.
В соответствии с целями и задачами выбор был остановлен на ПЛК производства Unitronics серии V350-S-TA24 версии с расширенным диапазоном рабочих температур — от −30 °C до 60 °C (поскольку станок эксплуатируется на улице).
Задачи новой системы, решаемые при помощи Unitronics
- Быстрая перенастройка на различные номиналы фасовочной тары (пакеты 2,5 кг / 3 кг / 5 кг / 10кг).
- Работа всех каналов параллельно и независимо друг от друга (например, фасовка 3кг на первом дозаторе и 5 кг на втором).
- Ускорение производительности и минимизация ошибок при фасовке (использование арифметических алгоритмов).
- Визуализация процесса работы.
- Учет рабочего времени.
- Вычисление производительности и темпа станка (оценка качества работы начальником производства рабочего персонала).
- Использование автоматического тарирования нескольких пустых мешков в процессе работы, с целью определения среднего арифметического веса одного мешка.
- Реализация управления процессом насыпа с одной кнопки (запуск и экстренная остановка станка с одной кнопки)
- Возможность запуска насыпа в мешок с емкостного датчика либо кнопки.
- Двух скоростной контроль засыпания в мешок (по мере наполнения скорость вибратора уменьшается).
- Таймер насыпа мешка (информационная справка, для составления аналитики).
- Максимальное снижение требований к рабочему персоналу при работе со станком (изменение номинала тары мешка с одного веса на другой).
Концепция системы
На пульт управления был смонтирован контроллер Unitronics V350-S-TA24 представляющий из себя моноблочное устройство с цветным графическим дисплеем 3,5«, 320×240 точек дисплеем и аппаратными кнопками клавиатуры F1; F2; F3; F4; Esc. Программно на контроллере реализовано несколько способов как работы исполнительных механизмов, так и математических вспомогательных инструментов для снижения «человеческого фактора». Физическое управление однофазным вибратором (так же возможно и управление соленоидом) посредством твердотельного реле. При программной активации двух скоростного управления вибратор работает на 100% своей мощности. При достижении упреждающего номинала дозы — скорость снижается (производительность) посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ) (второй вариант 0-10В/4-20мА аналоговое управление — управление преобразователем частоты/симисторным реле и т.п.). При этом параметры ШИМ можно изменить вручную, подобрав оптимальные характеристики под однофазный АИР, которым управляет контроллер.
Реализована программная возможность активации/деактивации подпрограммы определения средней арифметического веса мешка. Данная процедура производится 1 раз по 5 первым мешкам перед началом фасовки (далее процедура автоматически повторяется 1 раз через 95 фактически сделанных мешков). Данная функция позволяет контроллеру точно определять массу мешков, набравших влагу (продолжительное хранение/уличное хранение) и осуществить фасовку чистого продукта (нетто). В случае массы мешка больше среднего арифметического значения — за опорную точку насыпа «условного нуля» — берется фактическая масса мешка. При массе мешка меньше средне арифметической — за «словный ноль» принимается ср. арифметическое значение. Поскольку анализ измерений производится в режиме реального времени, а фасовка производится без промежуточного (буферного) бункера, сигнал контроллеру подается с тензодатчиков, которые обладают инерционностью при фасовке (падая в мешок, масса угля не остается постоянной, а выше исходного номинала). На ПЛК+HMI Unitronics была написана подпрограмма остановки фасовки (вибратора) при полном наполнении мешка согласно его номиналу. Контроллер выжидает заданное время (изменяемая величина — как правило 1 секунда), и если масса не опустилась заранее заданной величины, цикл наполнения мешка считается завершенным. Если же масса меньше заранее заданной массы фасуемого мешка — то станок осуществляет включение вибратора на 2-й (пониженной) скорости и досыпает до номинала. Данная функция позволила убрать из цепочки работника — повторно (для контроля) взвешивающего мешок (и в случае недовеса, осуществляющего «ручное» наполнение) на стационарных весах перед процедурой зашивания мешка.
Операционная технология и практическое применение в проекте
Разработкой проекта занимались штатные специалисты ООО «ПОЛИХИМ», которые прошли курсы обучения у официально дистрибьютора Unitronics в России — АО «Клинкманн СПб». Обучение заняло непродолжительный срок, после которого написание программ средней сложности не представляли трудностей для специалистов предприятия. Технические преимущества, полученные в результате применения новых продуктов Unitronics:
- Техническая поддержка АО «Клинкманн СПб» позволила своевременно не допустить ошибок при написании программы управления фасовочного станка.
- Благодаря производительной начинке ПЛК+HMI Unitronics и возможности математических модулей работать с плавающей запятой — на станке стало возможным конвертировать аналоговые сигналы преобразователей сигналов тензодатчиков в биты, а те в свою очередь в граммы — что упростило программирование констант станка наладчиками предприятия.
- Множество таймеров, катушек, контактов, счетчиков, регистров — позволяют реализовывать сложные релейные схемы в коде программ, тем самым задавать множество состояний установок/станков. Для потребителя — «множество состояний» — означает наличие «большего количества» отображений/интерпретаций /кодирований — данных для аналитики и упрощения восприятия или подачи данных.
- Цветовая кодировка иконок (кнопок/тумблеров/лампочек, и т.п.) повышает эргономичность, в т.ч. экономию рабочего пространства экрана.
- Наличие встроенных алармов позволяет обслуживающему персоналу мгновенно определять неисправности в станке, за счет подсказок, выдаваемых контроллером. Что в свою очередь минимизирует простои предприятия.
- Перенастройка номинала фасовки мешка происходит за одно нажатие на область экрана (при этом программа разрешает производить и фасовку и изменение констант дозы).
- Встроенный в модуль оснастки аналоговый выход (0-10V, 0-20mA, 4-20mA), а также высокоскоростные выходы (PWM) — управляет скоростью промышленного вибратора (при трех фазной схеме управления — преобразователем частоты). На станке было реализовано два режима управления однофазным вибратором — посредством PWM и посредством твердотельного реле с симистором. Оба способа управления неплохо себя показали на практике.
Коммерческие преимущества, полученные в результате применения новых продуктов Unitronics
- Наличие встроенных алармов сократило временные простои при ремонте станка.
- Счетчики проделанной работы отображают реально сделанные мешки (два независимых счетчика на каждый канал — свой).
- Реализован «программный фильтр» недосыпа продукта, из-за инертности системы (отключаемый).
- Умный программный расчет среднего арифметического веса по 5 мешкам — позволил минимизировать ошибки при фасовке (нетто).
- Наличие сенсорного экрана позволяет моментально включить / выключить фасовочные каналы. А также переключать номиналы фасуемых пакетов.
- 100% визуализация всех процессов — моментальный анализ работы. Автоматический подсчет произведенных мешков, снимает нагрузки с начальников цехов / старших смены / прорабов.
- Моментальная перенастройка на желаемую тару уменьшила временные простои до 3% от общего времени работы станка. Перенастройка возможна даже низкоквалифицированным персоналом.
- Возможность модернизации и наращивание функционала станка.
- Дальнейшая модернизация и оптимизация процесса позволит снизить производительность процесса фасовки на 20-30% — но увеличить рентабельность каждого фасованного мешка до 40% (и станка в совокупности) — посредством сокращения 1 штатной единицы (работника).
