Сензорите гарантират прозрачност и ефективност
HARTING разчита на дигитализирани производствени процеси за наблюдение на потреблението на енергия
HARTING Technology Group е водещ световен доставчик на индустриална технология за свързване. Около 6200 служители работят за групата в 44 търговски компании и 15 производствени предприятия по целия свят. В допълнение към целта да снабдява клиентите си с продукти с възможно най-добро качество по всяко време, семейната компания се ангажира и с устойчивостта. За да произвежда възможно най-ефективно и да минимизира въздействието си върху околната среда, HARTING се фокусира върху дигитализацията на своите производствени предприятия в централата си в Еспелкамп.
„Високата степен на прозрачност на данните, която постигнахме в нашите три завода, ни дава възможност да погледнем обективно на производствените си процеси“, казва Томас Кемпер, ръководител на решения и услуги за IIoT в HARTING Electronics. Няколкостотин машини предават своите данни на ИТ ниво, където непрекъснато се анализират от екипа на Томас Кемпер (Thomas Kämper).
Стандарт за модернизация за разнороден машинен парк
Лука Мануел Щайнман, инженер по данни за процеси IIoT в HARTING Electronics, описва предизвикателствата, свързани с внедряването на решение за централно оценяване на данни: „Имаме много разнородни системи с разнообразни интерфейси и протоколи в нашия машинен парк, които вече предоставят много подходящи данни и информация за процеса, напр. времената на цикъла и престоите. За да направим тази информация достъпна за анализ на ИТ ниво, трябваше да я интегрираме в инфраструктурата за данни на OT ниво. Добавихме и допълнителни сензори, напр. за мониторинг на консумацията на охлаждаща вода, сгъстен въздух и електроенергия.”
След разглеждане на различни стандарти за преоборудване за цифровизация на завода, HARTING бързо избра IO-Link. IO-Link masters, инсталирани на машината, получават данни от сензорите, монтирани на мястото на машината, и ги предават на ИТ ниво. Това създава информационния интерфейс между нивото на оперативните технологии (OT), т.е. машините, и нивото на информационните технологии (IT).
Снимка 1: Всички машинни данни се събират и предават на ИТ ниво, за да бъдат анализирани от анализаторите на данни на HARTING.
Снимка 2: IO-Link master събира данните от свързаните сензори и ги предава към fieldbusи къмedge gateway.
IO-Link: един сензор, изобилие от информация
„Предимствата на IO-Link са очевидни“, казва Томас Кемпер. „Благодарение на този широко използван отворен стандарт, можем лесно да свържем допълнителни сензори, за да изострим допълнително цифровия образ на машината. Използвайки стандартни интерфейси като Modbus TCP или IoT Core, ние сме в състояние да събираме данните по стандартизиран
и интуитивен начин.”
Друго предимство: Сензорите могат да предават няколко важни стойности на процеса едновременно. Например HARTING използва измервателния уред за сгъстен въздух SD от ifm, за да следи прецизно потреблението на сгъстен въздух. Този сензор не само предава текущите стойности на потока чрез IO-Link, но също така предоставя други подходящи данни като налягане, температура и общо количество, които са от значение за мониторинга на сгъстен въздух. Да дадем пример: За надеждна работа, машините обикновено изискват работно налягане от 6 до 6,5 бара. Ако тази стойност спадне, това може да означава теч в тръбопроводната система.
Намаляване на разходите чрез непрекъснато наблюдение на тръбите
ifm предлага широка гама от продукти за размери на тръбите от DN8 до DN250 за непрекъснат мониторинг на сгъстен въздух – от компресора до машината – и предаване на данни до ИТ ниво. Това прави възможно бързо и прецизно локализиране и елиминиране на всяка възникнала загуба на налягане в тръбопроводната система, което в дългосрочен план е много по-икономично и ефективно от увеличаването на налягането на компресора за компенсиране на спадовете на налягането: Намаляването на работното налягане с 1 бар всъщност може да намали разходите за енергия с до 7%. Със своята IIoT платформа moneo, ifm предлага софтуерен инструмент, който автоматично изчислява разликата в налягането, като осигурява бърз и лесен начин за откриване на течове, запушени филтри и други проблеми, водещи до прекомерна консумация на сгъстен въздух.
Ценна информация за системата за сгъстен въздух. Ясно разпознаваема: Основната консумация (1) и производствената консумация (2) нарастват значително след възникване на теч (3). След елиминирането му, основното потребление пада почти до нула (4).
Измервателят за сгъстен въздух SD се предлага за тръби с размери от DN8 до DN 250.
Следете най-скъпия енергиен ресурс
Още в много ранен етап от своята дигитализация, HARTING
се фокусира върху мониторинга на сгъстен въздух.
„Сгъстеният въздух е една от най-скъпите форми на енергия в индустрията“, казва Лука Мануел Щайнман. „Поради това е важно да се следи отблизо потреблението му, за да се идентифицират рано всякакви течове в системата за сгъстен въздух. Тъй като сгъстеният въздух е невидим ресурс и течовете са трудни за откриване в шумна производствена среда, ние започнахме проекта за „откриване на течове.” Потенциалът за спестяване бързо стана очевиден: „Въз основа на предадените данни наблюдаваме рязко увеличение на консумацията на сгъстен въздух на една машина. Тъй като това увеличение беше забележимо не само по време на производството, но и в режим на готовност, беше ясно, че машината се нуждае от поддръжка. Проверката установи теч в системата за сгъстен въздух. Течът беше отстранен при следващата първа възможност, което означава, че времето за поддръжка от откриването на теча до ремонта беше значително намалено“, казва Томас Кемпер.
Друго предимство е спестената енергия в резултат на това. По този начин както финансовите, така и енергийните загуби могат да бъдат значително намалени. Всяка машина предава множество измерени стойности на ИТ ниво.
„Тук парчетата информация от пъзела се събират, за да образуват голяма картина, предоставяйки ни точна представа за текущата техническа изправност на всяка машина“, казва Томас Кемпер. „В комбинация с базирания на камера анализ на качеството на продукцията, ние можем не само да гарантираме поддръжка на машината съобразно нуждите й, но и постоянно високо качество на продукцията. Високата степен на прозрачност на процеса, която постигаме чрез анализ на данни, намалява времето ни за реакция, като позволява по-целенасочено планиране на поддръжката. Всичко това допринася за по-високо ниво на качеството и производството на продукти, като в същото време намалява нивата на скрап.”
Графици за поддръжка, оптимизирани за AI
Според Томас Кемпер и неговия екип обаче процесът на оптимизация все още далеч не е завършен: Анализаторите работят върху решение, базирано на данни, за да определят най-доброто време за отстраняване на теч. „Незабавното спиране на машина за извършване на поддръжка не винаги е най-рентабилният вариант, тъй като не само изтичането причинява финансови загуби, но също така и престой на машината. Убеден съм, че с помощта на изкуствения интелект ще станем по-ефективни в тази област в бъдеще.”
За да се постигне пълна прозрачност на данните, всички машини в обекта на HARTING в Espelkamp са свързани към мрежата.
Няма готово решение
Събраните данни не само помагат на HARTING с осигуряване на качеството. Също така дава представа за въглеродния отпечатък на всеки продукт, произведен в завода в Espelkamp. „Започнахме цифрово измерване и анализиране на потреблението на енергия тук, в производството, като част от сертифицирането по ISO 50001 на нашата система за управление на енергията през 2017 г. Тъй като нямаше готово решение за това приложение, ние включихме ifm като партньор, който да ни подкрепи с необходимите знания и продукти. Отличното и тясно сътрудничество бързо доведе до първите проекти за цифровизация.”
CO2 прозрачност - и към клиента
Информацията от сензорите и машинните данни също помогнаха на HARTING да направи крачка напред в постигането на целта си за постигане на устойчиво и пестящо ресурси производство, както обяснява Томас Кемпер: „Тъй като извършваме всяка производствена стъпка от обработката на суровината до крайния продукт на място, можем точно да определим разходите за енергия и въглеродния отпечатък на всеки краен продукт. Също така възнамеряваме да предадем тази информация на нашите клиенти в бъдеще, за да им помогнем да определят точно собствения си въглероден отпечатък.”
Убедени в добавената стойност на цифровизацията,
се планират проекти за по-нататъшно повишаване на ефективността и осигуряване на качеството в производството. „Възнамеряваме да наблюдаваме отблизо други форми на енергия, подобно на сгъстения въздух“, казва Томас Кемпер. „Също така планираме в бъдеще да анализираме централно факторите за осигуряване на качеството, като стойности на охладителната /смазочната течност, напр. чрез измерване на проводимостта.”
Прецизен анализ на производствената ефективност
Тъй като все повече и повече машини непрекъснато предават нарастващи обеми от данни, цели последователности от процеси могат да бъдат сравнени: „Данните ни позволяват обективно да определим коя машина е най-ефективна и при производството на какъв продукт. Като приведем в съответствие производственото си планиране, можем да постигнем допълнителни енергийни спестявания.”
HARTING е в състояние да определи енергийната консумация на всеки отделен продукт. Това е ценна информация не само за компанията, но и за нейните клиенти.
Заключение
С подкрепата на ifm, HARTING направи голяма крачка към пълна прозрачност на данните в своя обект Espelkamp и сега може да произвежда своите висококачествени продукти по-ефективно благодарение на ИТ базиран анализ.
