Danone – uuden kaurajuomatehtaan digitalisointi
Kaurajuoman tuotanto: tulevaisuuteen AS-i- ja IO-Link-järjestelmien avulla
Danone luottaa ifm:n digitalisointiratkaisuihin tuotantolaitosten modernisoinnissa
Danone on yksi maailman johtavista meijerituotteiden toimittajista. Kasvipohjaisten juomien, joita Danone tarjoaa myös maailmanlaajuisille markkinoille, jatkuvasti kasvava kuluttajakysyntä sai yhtiön muuttamaan yhden suurimmista tehtaistaan Ranskassa maitotuotteiden tuotannosta kaurajuomien valmistukseen.
Thierry Pasquet on Danonen Villecomtal-sur-Arrosissa sijaitsevan tehtaan johtaja, ja hän selittää tehtaan muuttamisen syitä: ”80 prosenttia asiakkaistamme sanoo haluavansa muuttaa ruokavalionsa eläinperäisistä kasvipohjaisiin proteiineihin. Haluamme tietenkin ottaa tämän huomioon lisäämällä kaurajuomien tuotantokapasiteettia. Päätös edistää myös Danonen maailmanlaajuisia yritystavoitteita vähentää hiilidioksidipäästöjä ja vedenkulutusta 80 prosentilla.” Yritys on investoinut Lounais-Ranskassa sijaitsevaan tehtaaseen noin 50 miljoonaa euroa. ”Valitsimme tuotantolaitteiston modernisointiin parhaat markkinoilla saatavilla olevat teknologiat varmistaaksemme, että tämä investointi ja itse tehdas kestävät vielä vuosikymmeniä”, Pasquet sanoo.
Kuva 1: Silmiinpistävän keltainen AS-i-lattakaapeli kulkee koko prosessiketjun läpi. Definoxin Sorio-venttiilien ohjauspäiltä saatavan informaation siirto tapahtuu myös saumattomasti.
Kuva 2: AS-i- ja IO-Link-teknologiat kohtaavat: Nämä kaksi digitaalista tiedonsiirtoteknologiaa voidaan verkottaa toisiinsa, jolloin niiden etuja voidaan hyödyntää yhdessä. Tässä esimerkiksi virtaus, paine ja lämpötila siirretään AS-i-väylään IO-Link-liitännän kautta.
Tulevaisuuden digitalisointi yhteistyössä ifm:n kanssa
Varastosäiliöistä putkistoihin, venttiilisaarekkeisiin ja CIP-järjestelmiin kaikki vaihdettiin maidosta kauralle – ja tämä kaikki vain kahdessatoista kuukaudessa. ”Tässä ajassa kaikki vanhat järjestelmät piti purkaa ja rakentaa uudelleen toiseen paikkaan”, kertoo Sébastien Peres, joka vastaa tehtaan automaatiosta.
”Samaan aikaan asennettiin vähitellen kaurajuomien tuotantoon tarkoitetut uudet laitoskomponentit, mukaan lukien automaatiotekniikka.” Ei ollut sattumaa, että ifm valittiin automaatiokumppaniksi tehtaan modernisointiin. Danone on tehnyt yhteistyötä ifm:n kanssa Villecomtal-sur-Arrosissa noin kahdenkymmenen vuoden ajan.
”Oli siis lähes loogista, että tekisimme jälleen yhteistyötä tässä projektissa.” Digitalisoinnissa Peresin tiimi päätyi integraattori Boccardin tukemana kahteen automaatioteknologiaan: AS-Interface (lyhyesti AS-i) ja IO-Link-liitäntä. ”AS-i:n ja IO-Link-liitännän ansiosta kaapelointi on yksinkertaista perinteiseen langalliseen järjestelmään verrattuna. AS-i:n ansiosta voimme asentaa kaapeleita pitkille etäisyyksille ja liittää antureita joustavasti sinne, missä niitä tarvitaan”, Peres sanoo.
Danone käyttää AS-i Safety -järjestelmää myös turvallisuuteen liittyvien antureiden kokonaishallintaan, sillä ne valvovat esimerkiksi sitä, että tarkastusluukut tai muut prosessin kulkuaukot suljetaan oikein.
AS-i – digitaalinen tiedonsiirto pitkille etäisyyksille
AS-i-teknologian keskeinen ominaisuus on keltainen, kaksijohtiminen lattakaapeli, joka voidaan asentaa jopa 1000 metrin etäisyyksille sekä linja- että tähtitopologioita käyttäen. Valokuitua lisäämällä voidaan saavuttaa jopa 3000 metrin etäisyyksiä. Anturit ja toimilaitteet voidaan liittää lattakaapeliin helposti missä tahansa kohdassa AS-i-moduuleita ja AS-i-pikaliitosteknologiaa käyttämällä. Toimilaitteille, joilla on suuri tehontarve on, voidaan syöttää lisäenergiaa toisella 24 V lattakaapelilla, joka kulkee datakaapelin rinnalla ja moduulien läpi. AS-i-teknologian lisähyöty on IO-Link-kytkentämahdollisuus. Erityiset kenttäyhteensopivat IO-Link-masterit niputtavat IO-Link-antureiden digitaaliset signaalit ja välittävät ne AS-i-tasolle.
Kuva 1: LDL200-johtokykyanturi varmistaa, että CIP-prosessi toimii oikein ja tehokkaasti.
Kuva 2: OT- ja IT-tasojen välinen rajapinta. Ohjauskaappi sisältää AS-i-virtalähteen, AS-i-turvalähtömoduulit ja AS-i Ethernet/IP -yhdyskäytävät.
Kuva 3: Keskitetty prosessinvalvonta: Koko prosessia voidaan valvoa keskitetysti AS-i- ja IO-Link-järjestelmien kautta tapahtuvan digitaalisen tiedonsiirron ansiosta.
IO-Link-liitäntä – parempi läpinäkyvyys ja enemmän tietoa mittauspistettä kohti
”IO-Link-teknologia oli meille uutta. Otimme kuitenkin mielellämme askeleen kohti digitaalista tiedonsiirtoa, jotta voisimme lisätä tulevaisuuden varmistusta ja käyttää laitosta mahdollisimman tehokkaasti”, Peres sanoo. ”IO-Link-anturit tarjoavat meille paljon enemmän diagnostiikkamahdollisuuksia kuin perinteiset automaatiojärjestelmät, mikä lisää prosessin läpinäkyvyyttä. Saamme hyötyä myös yksinkertaisemmasta kaapeloinnista standardoiduilla M12-liittimillä.”
Monet IO-Link-anturit lähettävät varsinaisen mittausarvon ohella lisädataa ja -informaatiota. Paineanturi voi esimerkiksi mitata myös mittauspisteen lämpötilan. Virtausmittarit lähettävät IO-Link-liitännän kautta digitaalisina mittausarvoina senhetkisen virtausmäärän, paineen, aineen lämpötilan ja kokonaisvirtauksen. Toinen IO-Linkin hyödyllinen ominaisuus on mahdollisuus tallentaa anturin parametrit IO-Link-masteriin, johon anturi on liitetty. ”Näin meidän on helppo vaihtaa anturi, jos siihen tulee vika. Koska tallennetut asetusparametrit siirretään automaattisesti uuteen anturiin, muutkin kuin asiantuntijat voivat suorittaa anturien vaihdon.” Tämä keventää asiantuntijoiden työtaakkaa, sillä yksinkertaisen vaihtoprosessin ansiosta he voivat keskittyä nyt ydintehtäviinsä.
Danonen vastuuhenkilöt ottivat mukaan myös ulkopuolisia asiantuntijoita auttamaan tarvittavien antureiden valinnassa: ”Integraattorimme Boccardin ja automaatioasiantuntijamme ifm:n kanssa olemme asettaneet standardit kaikille tarvittaville antureille paineen, lämpötilan, virtauksen ja johtokyvyn mittaukseen”, Peres sanoo. OT- ja IT-tasojen välinen rajapinta. Ohjauskaappi sisältää AS-i-virtalähteen, AS-i-turvalähtömoduulit ja AS-i Ethernet/IP -yhdyskäytävät. ”ifm:n kanssa tekemämme tiiviin yhteistyön ja heidän kattavan tuotevalikoimansa ansiosta pystyimme varmistamaan, että käytämme aina juuri oikeantyyppistä anturia.”
Definoxin ja ifm:n monivuotisen tiiviin yhteistyön ansiosta Definoxin Sorio-venttiilipäät, joita käytetään myös modernisoidussa järjestelmässä, voidaan integroida saumattomasti AS-i- ja IO-Link-järjestelmien kautta.
Digitalisointi ja vaihto kauratuotteisiin toteutettu onnistuneesti
Kaurapohjaisten juomien tuotanto on nyt aloitettu. Kaikkia tietoja voidaan valvoa keskitetysti reaaliajassa. ”Digitalisaation ansiosta pysymme ajan tasalla kaikista prosesseista ja tunnusluvuista. Näin voimme reagoida nopeasti poikkeamiin”, Peres kommentoi. ”Tämä auttaa meitä tuottamaan tehokkaasti, turvallisesti ja siten myös vaadittavalla korkealla laadulla. Kaiken kaikkiaan olemme erittäin tyytyväisiä digitalisointiprojektin toteutukseen. Positiivinen yhteistyö on täyttänyt kaikki odotuksemme ja vaatimuksemme tämän kokoluokan hankkeelle.”
Yhteenveto
Villemcomtal-sur-Arrosin tehtaan pitkäaikaisena automaatiokumppanina ifm pystyi hyödyntämään elintarviketuotannon asiantuntemustaan ja tukemaan Danonea modernisoinnissa ja siirtymisessä maidontuotannosta kaurajuomien tuotantoon. Sloganin ”ifm – close to you” korostama läheinen asiakaskontakti on heijastunut myös tässä projektissa.
