Hlídání hladiny s řízením doplňování pro zalévací linky
Use Case
Vizualizace a analýza hladin pomocí moneo RTM a řízení interních logistických procesů
Pryskyřice a tvrdidlo společně tvoří licí pryskyřici; klíčovou složku při výrobě senzorů. Zalití těmito materiály pomáhá chránit elektroniku před nárazy, vibracemi a vlhkostí.
Dostupnost pryskyřice a tvrdidla v sudech je zásadní pro zachování spolehlivosti a kvality výrobků během výrobního procesu. Proto je třeba sledovat hladiny v sudech s pryskyřicí a tvrdidlem. Kromě toho je třeba automatizovat interní logistické procesy pro doplňování materiálu.
Počáteční situace
Dosud interní kontrolní systém závodu sledoval aktuální stav hladiny v sudech obsahujících komponenty. Nutná výměna sudu je signalizována kontrolkou. Materiál pro doplnění zařízení musí být aktivně vyžádán potou z centrálního skladu. Automatické řízení doplňování neexistuje.
Dalím problémem bylo, že některé materiály byly dodány příli brzy. To vedlo k používání materiálu po uplynutí jeho skutečné doby použitelnosti.
Kromě toho se pryskyřice a tužidlo musí před použitím aklimatizovat ve výrobním prostředí. Zejména v chladných měsících vedla dodávka materiálu s krátkým časovým předstihem k různým problémům, zejména pokud nebyl dostatek času na přizpůsobení se okolní teplotě.
Cíl projektu
Nyní je cílem v závodě zavést zásobování surovinami orientované na poptávku. To zahrnuje i monitorování hladiny v sudech. Dále je záměrem zavést automatizovaný proces objednávání pro doplňování surovin, aby byla zajitěna jejich dostupnost v místě použití.
Implementace
Software moneo RTM je nainstalován centrálně na serveru. IO-Link master je připojen k serveru prostřednictvím interní sítě VLAN v rámci IT sítě společnosti. Senzory hladiny jsou připojeny k masteru IO-Link prostřednictvím IO-Link.
Snímače hladiny jsou již instalovány v zařízení a přenáejí aktuální stav hladiny do řídicího systému zařízení. Aby bylo zajitěno, že tento případ použití lze realizovat bez dopadu na původní řídicí systém zařízení, používá se cesta Y.
moneo RTM je připojen k modulu SAP MM* a modulu SAP PM** prostřednictvím rozhraní SFI. moneo RTM odesílá definované alarmy/události do SAP prostřednictvím rozhraní SFI. V závislosti na aktuálním procesu se dalí zpracování provádí v modulu SAP MM nebo PM.
Poruení prahové hodnoty spustí proces vyžádání objednávky v centrálním skladu vzdáleném několik kilometrů. Tento proces končí tím, že je materiál k dispozici ve výrobě, zatímco snímač hladiny signalizuje, že je nádoba opět plná. To se označuje jako kontrola doplňování SFI.
*Modul SAP MM = modul Řízení materiálu pro plánování a řízení toku materiálu v podniku
**Modul SAP PM = modul Údržba závodu pro řízení vech zakázek údržby a servisu v podniku
Výsledek
- Optimalizace procesů od časové údržby až po řízení interních logistických procesů
- Připojení systému SAP přes rozhraní SFI
- Automatizované interní doobjednávání surovin v systému SAP prostřednictvím řízení doplňování SFI
- Snímáním hodnot ze snímačů a použitím softwaru moneo lze zaznamenat a přehledně zobrazit podrobné informace o hladinách
- Rychlá reakce na změny procesních parametrů díky integrované správě alarmů
- Doplňování médií podle potřeby prostřednictvím automatizovaných procesů doplňování
- Identifikace překročení a snížení prahové hodnoty
- Optimalizované využití zařízení zajitěním dostupnosti strojů a zvýením kvality procesu
- Převod hodnot senzorů na informace ovlivňující proces pomocí datového modelování (vypočítané hodnoty)
Struktura systému
V aplikaci jsou použity dva sudy, každý je vybavený jedním snímačem hladiny. Komponenty 3 a 4 jsou proto vyžadovány dvakrát.
Kontrolní panel
Kontrolní panel poskytuje uživateli přehled vech relevantních procesních hodnot.
- Aktuální úroveň hladiny v nádrži v mm
- Displej v podobě semaforu pro varování a alarmy v souvislosti s hladinou
- Aktuální úroveň hladiny v nádrži v litrech
Analýza
Analýza umožňuje sledovat předchozí historickou spotřebu materiálu. To umožňuje správně nastavit kapacitu výrobního zařízení. Dále je možné odhadnout předpokládanou životnost sudu. Tyto získané znalosti mohou pomoci interní logistice při důsledné optimalizaci zásobování materiálem.
Pravidla pro zpracování tiketů
Pro každý ze dvou snímačů hladiny jsou definovány hodnoty dolní a horní výstražné a alarmové prahové hodnoty. Tyto hodnoty vycházejí ze zkueností s údržbou.
- Horní výstraha = resetování vech tiketů po výměně sudu
- Spodní výstraha = přeobjednání a dodání nového sudu v závodě
- Spodní alarm = výměna sudu v zařízení
Správa pravidel zpracování tiketů
Pomocí průvodce pravidly zpracování tiketů lze snadno stanovit akce, které mají nastat při varováních a alarmech.
V následujícím případě se zpracování tiketů provádí prostřednictvím rozhraní SFI k modulu SAP MM a PM. Pokud hladina klesne pod prahovou hodnotu, rozhraní SFI předá informaci o překročení prahové hodnoty modulu SAP MM nebo PM souběžně se zprávou v systému moneo. V tomto případě se proces kontroly doplňování spustí automaticky.
Připojení systému moneo k systému SAP
- Adresa serveru SAP/SFI
- Port serveru SAP SFI
- Uživatel SAP SFI
- Heslo uživatele SAP/SFI
Konfigurace pravidla pro zpracování tiketů
- Určení, které pravidlo bude použito
- Stanovení mezních hodnot (4) a zdrojů dat (5)
- Stanovuje naléhavost varování nebo výstrah
- Stanovení požadovaných mezních hodnot
- Stanovení odpovídajících zdrojů dat
Zpráva v systému SAP
Materiálový dokument v modulu SAP MM
Objednávka údržby v modulu SAP PM
Řízení doplňování SFI
Řízení doplňování SFI slouží k automatickému vyžádání a poskytnutí spotřebního materiálu. Pokud je definovaný spodní varovný práh sudu nedosažen, vytvoří se v systému moneo varovný tiket. Tento tiket je předán do systému SAP pomocí nastaveného pravidla pro zpracování tiketu. V tomto případě se jedná o modul SAP MM. Automaticky se vygeneruje dokument s žádostí o neprodlené poskytnutí požadovaného materiálu.
Tento doklad je zpracován v centrálním skladu, odkud je přísluný materiál přepraven na místo vyskladnění. Pokud je nyní spodní práh alarmu nedosažen, může osoba odpovědná za zařízení okamžitě nahradit prázdný sud dodaným plným sudem. Pro zajitění správné detekce změny sudu se sleduje také horní výstražný práh sudů. Pokud dojde k překročení horní prahové hodnoty, vyřeí moneo a modul SAP MM počáteční nedosažení dolní prahové hodnoty.
Aby se zabránilo překročení prahové hodnoty při výměně sudu nebo jiné údržbě, optický senzor sleduje stav zavření dveří, za nimiž jsou oba sudy umístěny. Pokud se dveře otevřou, procesní hodnota senzoru se přepíe, dokud jsou dveře otevřené. Toho bylo dosaženo pomocí funkce Modelování datových toků.
- Horní mezní hodnota varování
- Spodní výstražná prahová hodnota
- Spodní práh alarmu
- Sud je plný
- Obsah sudu se spotřebuje během výrobního procesu
- Hladina dosáhne spodní výstražné prahové hodnoty
- Tiket je generován v systému moneo a přenáen ze systému SAP prostřednictvím rozhraní SFI. Současně je vyřeen tiket týkající se překročení horní výstražné prahové hodnoty při předchozí výměně sudu
- Nový materiál je vyžádán v systému SAP a generuje tiket v centrálním skladu ifm
- Nový materiál je přepraven logistickou službou ifm na místo vyzvednutí.
- Hladina dosáhne spodní prahové hodnoty alarmu
- V systému moneo je vygenerován tiket a osoba odpovědná za provoz je informována o nutné změně sudu prostřednictvím modulu SAP PM
- Prázdný sud se nahradí dodaným plným sudem.
- Hladina proto při výměně sudu dosáhne horní výstražné prahové hodnoty
- Po dosažení horní výstražné prahové hodnoty je vyřeen tiket poruení dolní výstražné prahové hodnoty
Vypočítané hodnoty
Na základě hladiny se navíc vypočítá následující hodnota.
Aktuální úroveň hladiny v nádrži v litrech
Protože je známy obsah dna nádrže, množství náplně lze snadno určit podle vzorce obsah dna nádrže x výka hladiny.
- Aktuální úroveň hladiny v nádrži v mm
- Koeficient pro převod jednotky zdroje dat, zde 1 = mm
- Plocha základny nádrže v mm²
- Koeficient pro přepočet jednotky výkonu, zde 1 000 000 = litre
- Měřítko jednotky v mm
- Plocha základny v mm² vynásobená výkou hladiny v mm = objem v mm³
- Měřítko výstupní jednotky z mm³ na litry (dm³)
- Výsledkem výpočtu je objem v litrech
Přenáení hodnoty procesu při otevřených dveřích
Níže uvedený model toku dat se používá pro monitorování dveří, aby se snížilo riziko nesprávného objednání v důsledku neúmyslného sputění prahové hodnoty při výměně sudu nebo údržbě sudů s litou pryskyřicí:
- Aktuální úroveň hladiny v nádrži v mm (vstupní hodnota)
- Pevná konstanta, o kterou se má výstupní hodnota přenést
- Spoutěcí vstup pro aktivaci přenesení
- Funkční blok dvojnásobek na Boolean převod číselné hodnoty na Booleovskú hodnotu: pravda = 1 / nepravda = 0
- Funkční blok spínač signál vstup A je výstupem, jakmile je přepínací vstup nepravda = 0 nebo vstup B je výstupem, jakmile je přepínací vstup pravda = 1.
- Výsledek (výstupní hodnota)
