Niveaubewaking met aanvoerregeling bij een gietinstallatie
Use Case
Visualisatie en analyse van niveaus met moneo RTM en besturing van interne logistieke processen
Hars en verharder vormen samen het giethars, een belangrijk component bij de productie van sensoren. Het volgieten met deze materialen dient om de elektronica te beschermen tegen schokken, trillingen en vocht.
De beschikbaarheid van hars en verharder in vaten is cruciaal in de productie voor de procesveiligheid en de kwaliteit van de te vervaardigen producten. Daarom moeten de niveaus van de vaten voor hars en verharder worden bewaakt. Bovendien moeten de interne logistieke processen voor het aanvoeren van het materiaal worden geautomatiseerd.
De uitgangssituatie
Tot nu toe bewaakte de interne besturing van de installatie het actuele niveau van de vaten die de componenten bevatten. Een noodzakelijke wisseling van een vat wordt aangegeven door middel van een signaallamp. Materiaalaanvoer moeten actief per e-mail worden aangevraagd bij het centrale magazijn. Er is geen geautomatiseerde aanvoerregeling.
Een ander probleem is dat de materialen deels te vroeg gereedgezet werden. Dit kan ertoe leiden dat het materiaal na de houdbaarheidsdatum wordt gebruikt.
Bovendien moeten hars en de verharder vóór gebruik zich acclimatiseren aan het klimaat van de productieomgeving. Met name in koude maanden kon een levering van het materiaal op het laatste moment tot problemen leiden, omdat deze temperatuuraanpassing dan niet mogelijk was.
Doel van het project
Er moet nu een behoefte-gebaseerde levering van grondstoffen bij de installatie worden georganiseerd. Dit omvat de bewaking van de niveaus in de vaten. Bovendien moet er een geautomatiseerd bestelproces komen voor de aanvoer van grondstoffen, zodat deze beschikbaar zijn op de gewenste locatie.
De uitvoering
De software moneo RTM is centraal op een server geïnstalleerd. De IO-Link-master is via een interne VLAN binnen het IT-netwerk van het bedrijf verbonden met de server. Niveausensoren zijn via IO-Link met de IO-Link-master verbonden.
De sensoren zijn al in de installatie geïnstalleerd en geven de huidige niveauwaarde door aan de installatiebesturing. Om deze use case uit te kunnen voeren zonder de oorspronkelijke installatiebesturing te beïnvloeden, wordt de zogenaamde Y-weg gebruikt.
De moneo RTM is verbonden met de SAP MM-module* en de SAP PM-module** via de SFI-interface. moneo RTM stuurt gedefinieerde alarmen/gebeurtenissen via de SFI-interface naar het SAP. Afhankelijk van het proces vindt de verdere verwerking plaats in de SAP MM- of PM-module.
Een grenswaardeoverschrijding start het proces voor de bestelling in het centrale magazijn enkele kilometers verderop. Dit proces eindigt als het materiaal beschikbaar is in de productie en de niveausensor het vat weer als vol meldt. Dit wordt SFI-aanvoerregeling genoemd.
*
SAP MM-module = "materiaalmanagement"-module voor de planning en besturing van materiaalstromen van een bedrijf **SAP PM-module = "Plant Maintenance"-module voor het beheren van alle onderhouds- en instandhoudingsorders van een bedrijf
Het succes
- Procesoptimalisatie van tijdgebaseerde onderhoudswerkzaamheden tot de besturing van interne logistieke processen
- Verbinding met het SAP-systeem via de SFI-interface
- Geautomatiseerde, interne nabestelling van grondstoffen in SAP met behulp van de SFI-aanvoerregeling
- Gedetailleerde informatie over niveaus door registratie van sensorwaarden en duidelijke visualisatie via moneo-software
- Snelle reactie op veranderende procesparameters door een geïntegreerd alarmbeheer
- Behoefte-gebaseerde aanvulling van media door geautomatiseerde aanvoerprocessen
- Identificatie van grenswaardeoverschrijdingen en -onderschrijdingen
- Optimale installatiebenutting door de beschikbaarheid van de machines te garanderen en de proceskwaliteit te verhogen
- Omrekening van sensorwaarden in procesrelevante informatie, met behulp van datamodellering (berekende waarden)
Systeemopbouw
In de toepassing worden twee vaten met elk een niveausensor gebruikt. Dit betekent dat de componenten 3 en 4 twee keer nodig zijn.
Dashboard
In het dashboard krijgt de gebruiker een overzicht van alle relevante proceswaarden.
- Actueel niveau van de tank in mm
- Stoplichtweergave van de waarschuwings- en alarmwaarde van het niveau
- Actuele hoeveelheid van de tank in liters
Analyse
Via de analyse kan het verbruik tot nu toe worden bekeken op basis van historische overzicht. Daarmee zijn conclusies te trekken over de belasting van de installatie. Bovendien kan worden geschat hoe lang de gebruiksduur van een vat is. Deze opgedane kennis kan de interne logistiek helpen om de levering voortdurend te optimaliseren.
Ticket verwerkingsregels
Voor de beide niveausensoren worden afzonderlijk de waarden voor de onderste waarschuwings- en alarmgrenzen gedefinieerd. Deze zijn afkomstig uit de ervaringswaarden van het onderhoud.
- Bovenste waarschuwing = reset alle tickets na wisseling vat
- Onderste waarschuwing = nabestelling en levering van een nieuw vat bij de installatie
- Onderste alarm = vervanging van het vat bij de installatie
Verwerking ticketregels beheren
Via de wizard voor verwerking van ticket regels zijn gemakkelijk strategieën te definiëren die moeten worden uitgevoerd wanneer waarschuwingen en alarmen optreden.
In het volgende geval vindt de ticketafhandeling plaats via de SFI-interface bij de SAP MM- en de PM-module. Als het niveau onder de grenswaarde daalt, verzendt de SFI-interface de overschrijding van de grenswaarde naar de SAP MM- of PM-module, parallel aan het bericht in moneo. Hier wordt het aanvoerproces automatisch geactiveerd.
Aansluiting van moneo op het SAP-systeem
- Adres van de SAP/SFI-server
- Poort van de SAP/SFI-server
- SAP/SFI-gebruiker
- Wachtwoord SAP/SFI-gebruiker
Configuratie van de ticketverwerkingsregel
- Definieert welke regel wordt toegepast
- Definitie van de grenswaarden (4) en de databronnen (5)
- Definieert het urgentie van waarschuwingen of alarmeringen
- Definitie van de relevante grenswaarden
- Definitie van de betreffende databronnen
Melding in het SAP-systeem
Materiaalregistratie in de SAP MM-module
Onderhoudsopdracht in de SAP PM-module
SFI-aanvoerregeling
Via de SFI-aanvoerregeling vindt de geautomatiseerde aanvraag en levering plaats van verbruiksmaterialen. Als bij een vat de gedefinieerde onderste waarschuwingsgrens wordt onderschreden, wordt een waarschuwingsticket aangemaakt in moneo. Die wordt door de ingestelde ticketverwerkingsregel doorgegeven aan het SAP-systeem. In dit geval is dat de SAP MM-module. Er wordt automatisch een ontvangstbewijs aangemaakt met het verzoek het vereiste materiaal beschikbaar te stellen.
Dit ontvangstbewijs wordt verwerkt in het centrale magazijn, van waaruit het betreffende materiaal vervolgens naar de leveringslocatie wordt vervoerd. Als de waarde nu onder de onderste alarmgrens daalt, kan de verantwoordelijke persoon voor de installatie het lege vat omruilen voor het gereedgestelde volle vat. Om een geslaagde vatwissel te kunnen detecteren, wordt ook de bovenste waarschuwingsgrenswaarde van de vaten bewaakt. Als de bovenste grenswaarde wordt overschreden, wordt de oorspronkelijke ondergrensoverschrijding afgesloten door moneo en in de SAP MM-module.
Om ervoor te zorgen dat er tijdens het wisselen van het vat of andere onderhoudswerkzaamheden geen grenswaarden worden overschreden, controleert een optische sensor de sluitstand van het hek waarachter de beide vaten zich bevinden. Als het hek wordt geopend, wordt de proceswaarde van de sensor overschreven gedurende de gehele openingstijd van het hek. Dit werd gerealiseerd met de Data Flow Modeler.
- Bovenste waarschuwingsgrenswaarde
- Onderste waarschuwingsgrenswaarde
- Onderste alarmgrenswaarde
- Het vat is vol
- De inhoud van het vat wordt verbruikt in het productieproces
- Het niveau bereikt de onderste waarschuwingsgrens
- In moneo wordt een ticket gegenereerd en via de SFI-interface overgenomen door het SAP-systeem. Tegelijkertijd wordt het ticket voor het overschrijden van de bovenste waarschuwingsgrens van de laatste vatenwissel gesloten
- Nieuw materiaal wordt aangevraagd in het SAP-systeem en genereert een ticket in het centrale magazijn van ifm
- Nieuw materiaal wordt binnen de eigen logistiek van ifm vervoerd naar de plaats van gereedstelling.
- Het niveau bereikt de onderste alarmgrens
- Binnen moneo wordt een ticket gegenereerd en de verantwoordelijke persoon voor de installatie wordt via de SAP PM-module geïnformeerd over een noodzakelijke vatenwissel
- Het lege vat wordt geruild voor het volle, gereedstaande vat
- Het niveau bereikt zodoende de bovenste waarschuwingsgrens wanneer het vat wordt gewisseld
- Wanneer de bovenste waarschuwingslimiet is bereikt, wordt het ticket van de overschrijding van de onderste waarschuwingsgrens gesloten
Calculated Values: Berekende waarden
De volgende waarde wordt tevens berekend op basis van het niveau.
Actuele hoeveelheid van de tank in liters
Omdat het grondvlak van het vat bekend is, kan de vulhoeveelheid gemakkelijk worden berekend aan de hand van “grondvlak x niveau”.
- Actueel niveau van de tank in mm
- Factor voor het omrekenen van de eenheid van de databron, hier 1 = mm
- Grondvlak van de tank in mm²
- Factor voor de omrekening van de eenheid van de uitgang, hier 1.000.000 = liter
- Schaalverdeling van de eenheid in mm
- Basisoppervlak in mm² keer niveau in mm = volume in mm³
- Schaalverdeling van de uitgangseenheid van mm³ naar liter (dm³)
- Volume in liters als resultaat van de berekening
Proceswaarde-overbrugging bij geopend hek
Het volgende dataflowmodel wordt gebruikt voor de hekbewaking om onjuiste bestellingen te voorkomen als gevolg van het onbedoeld activeren van de grenswaarde tijdens vatenwisselingen of onderhoud aan de gietharsvaten:
- Actueel niveau van de tank in mm (invoerwaarde)
- Vaste constante waarmee de uitgangswaarde moet worden overbrugd
- Triggeringang om de overbrugging te activeren
- Functieblok "Numeriek naar booleaans", conversie van een numerieke waarde naar een booleaanse waarde: waar = 1 / onwaar = 0
- Functieblok "Signaalwissel" ingang "A" wordt uitgevoerd zodra de schakelingang "onwaar=0" is of ingang "B" wordt uitgevoerd zodra de schakelingang "waar=1" is
- Resultaat (uitgangswaarde)
