Monitoramento do nível com controle de reabastecimento em uma máquina de encapsulamento
Use Case (aplicação de sucesso)
Visualização e análise de níveis com moneo RTM, bem como controle de processos logísticos internos.
A resina e o endurecedor juntos formam a resina de encapsulamento, um componente importante na fabricação de sensores. O encapsulamento com esses materiais serve para proteger os componentes eletrônicos contra choques, vibrações e umidade.
A disponibilidade de resina e endurecedor nos tanques é crucial na produção para a segurança do processo e a qualidade dos produtos a serem fabricados. Por isso, é importante monitorar os níveis dos tanques de resina e endurecedor. Além disso, os processos logísticos internos para a obtenção de suprimentos de material devem ser automatizados.
A situação inicial
Até agora, o controle interno da instalação monitora o nível atual dos tanques que comportam os componentes. Um sinalizador luminoso indica que um tanque deve ser trocado. O reabastecimento de material deve ser solicitado ativamente por e-mail no armazém central. Não existe um controle de reabastecimento automatizado.
Outro problema é que o material às vezes era fornecido muito cedo. Isso poderia resultar no uso do material com data de validade vencida.
Além disso, a resina e o endurecedor devem se adaptar às condições do ambiente de produção antes do uso. Especialmente nos meses frios, a entrega de curto prazo do material poderia causar problemas, pois essa adaptação de temperatura não era possível.
Objetivo do projeto
Agora, o fornecimento de matérias-primas para a instalação deve ser organizado de acordo com a demanda. Isso inclui o monitoramento dos níveis nos tanques. Além disso, deve haver um processo de pedido automatizado para o reabastecimento de matéria-prima para disponibilizá-la no local de uso.
A implantação
O software moneo RTM está instalado em um servidor de forma centralizada. O mestre IO-Link está conectado ao servidor através de uma VLAN interna da empresa. Os sensores de vibração estão conectados ao mestre IO-Link através do IO-Link.
Os sensores já estão montados na instalação e transmitem o valor atual do nível para o controlador da instalação. Para que este Use Case possa ser implementado sem afetar o controle original da instalação, é utilizado o chamado caminho Y.
Por meio da interface SFI, o moneo RTM é conectado ao módulo SAP MM* e ao módulo SAP PM**. O moneo RTM envia alarmes/eventos definidos por meio da interface SFI para o SAP. Dependendo do processo, o processamento subsequente é realizado no módulo SAP MM ou PM.
Ao ser ultrapassado o limite, o processo de solicitação de pedido é iniciado no armazém central, que fica a alguns quilômetros de distância. Esse processo termina quando o material está disponível na produção e o sensor de nível informa que o tanque está cheio novamente. Isso é chamado de Controle de Reabastecimento SFI.
*Módulo SAP MM = Módulo "Gerenciamento de material" para planejamento e controle dos fluxos de material de uma empresa
**Módulo SAP PM = Módulo "Manutenção de instalação" para gerenciar todas as ordens de manutenção e reparo de uma empresa
O benefício
- Otimização do processo de manutenções baseadas em tempo para controle de processos logísticos internos
- Conexão via Interface SFI ao sistema SAP
- Pedido interno automatizado de matéria-prima no SAP via Controle de Reabastecimento SFI
- Informação detalhada sobre os níveis de enchimento através da coleta de valores de sensor e visualização clara através do software moneo
- Reação rápida à mudança dos parâmetros do processo através de um gerenciamento integrado de alarmes
- Reabastecimento de produtos conforme a demanda por processos automatizados de reposição
- Identificação de valores limites excedidos e não alcançados
- Otimização da utilização da instalação garantindo a disponibilidade da máquina e melhorando a qualidade do processo
- Conversão dos valores dos sensores em informações relevantes do processo com a ajuda da modelagem de dados: (valores calculados)
Estrutura do sistema
Na aplicação, são utilizados dois tanques, cada um com um sensor de nível. Com isso, os componentes 3 e 4 são necessários duas vezes.
Tela
A tela fornece ao usuário uma visão geral de todos os valores relevantes do processo.
- Nível atual de enchimento do reservatório em mm
- Valor do advertência e de alarme para nível através de visualização em forma de semáforo
- Quantidade atual de enchimento do reservatório em litros
Análise
O histórico de consumo pode ser visualizado pela análise. Isto permite tirar conclusões sobre a capacidade de utilização da instalação. Além disso, pode-se estimar quanto tempo um tanque pode ser utilizado. Este ganho de conhecimento pode ajudar a logística interna a otimizar continuamente o fornecimento.
Ticket de regras de processamento
São definidos os valores para os limites inferiores de advertência e alarme dos dois sensores de nível. Estes são baseados nas experiências em termos de manutenção.
- Advertência superior = zeragem de todos os tickets após a troca do tanque
- Advertência inferior = pedido e fornecimento de um novo tanque na instalação
- Alarme inferior = troca do tanque na instalação
Gerenciar regras de processamento de tickets
Através do assistente para as regras de processamento de tickets é possível definir com facilidade as estratégias a executar na ocorrência de advertências e alarmes.
No caso seguinte, o processamento de tickets é realizado através da interface SFI nos módulos SAP MM e PM. Quando o nível é ultrapassado, uma violação do limite é transmitida para o módulo SAP MM ou PM através da interface SFI, paralelamente à mensagem que ocorre no moneo. Neste ponto, o processo de controle de suprimento é acionado automaticamente.
Conexão do moneo ao sistema SAP
- Endereço do servidor SAP/SFI
- Porta TCP do SAP/servidor SFI
- Usuário SAP/SFI
- Senha do Usuário SAP/SFI
Configuração da regra de processamento de tickets
- Define qual regra será aplicada
- Definição dos valores limites (4) e fontes de dados (5)
- Define a urgência das advertências ou dos alarmes
- Definição dos valores limites relevantes
- Definição das fontes de dados correspondentes
Mensagem no sistema SAP
Documento de material no módulo SAP MM
Ordem de manutenção no módulo SAP PM
Controle de Reabastecimento SFI
A solicitação e provisão automatizadas de materiais consumíveis são realizadas através do Controle de Reabastecimento SFI. Quando o limite inferior de advertência de um tanque é ultrapassado, um ticket de advertência é criado no moneo. Este é transmitido para o sistema SAP através da regra de processamento de tickets configurada. Neste caso, trata-se do módulo SAP MM. Automaticamente é criado um documento solicitando que o material necessário seja disponibilizado.
Este documento é processado no armazém central, de onde o material correspondente é então transportado para o local de fornecimento. Se o limite de alarme inferior for ultrapassado, o responsável pela instalação pode trocar o tanque vazio pelo tanque cheio fornecido. Para ser capaz de detectar uma troca de tanque, o limite de aviso superior dos tanques também é monitorado. Se o limite superior for ultrapassado, a violação original do limite inferior é encerrada no moneo e no módulo SAP MM.
Para evitar violações de limite durante a troca do tanque ou durante outros trabalhos de manutenção, o estado de fechamento da porta, atrás da qual estão os dois tanques, é monitorado com um sensor óptico. Se a porta for aberta, o valor do processo do sensor será sobrescrito durante todo o tempo de abertura da porta. Isso foi implementado com o modelador de fluxo de dados.
- Limite de advertência superior
- Limite de advertência inferior
- Limite de alarme inferior
- O tanque está cheio
- O conteúdo do tanque é consumido no processo de produção
- O nível atinge o limite de advertência inferior
- Um ticket é gerado no moneo e transmitido ao sistema SAP através da interface SFI. Paralelamente, o sistema encerra o ticket da violação do limite de advertência superior da última troca de tanque.
- Novo material é solicitado no sistema SAP e gera um ticket no armazém central da ifm
- Novo material é transportado na logística própria da ifm para o local de provisão.
- O nível atinge o limite de alarme inferior
- Um ticket é gerado no moneo e o responsável pela instalação é informado sobre a necessidade de uma troca de tanque através do módulo SAP PM
- O tanque vazio é substituído pelo tanque cheio fornecido
- Assim, após a troca do tanque o nível atinge o limite de advertência superior
- Ao atingir o limite de advertência superior, o ticket da violação do limite de advertência inferior é encerrado
Calculated Values: valores calculados
O valor seguinte é calculado adicionalmente com base no nível de enchimento.
Quantidade atual de enchimento do reservatório em litros
Como a superfície de base do barril é conhecida, a quantidade de enchimento pode ser determinada simplesmente pela fórmula "área da base * nível de enchimento".
- Nível atual de enchimento do reservatório em mm
- Fator para a conversão da unidade da fonte de dados, aqui 1 = mm
- Área de base do recipiente em mm²
- Fator para a conversão da unidade da saída, aqui 1.000.000 = Litro
- Escalonamento da unidade em mm
- Área de base em mm² vezes nível de enchimento em mm = volume em mm³
- Escalonamento da unidade de saída de mm³ em litros (dm³)
- Volume em litros como resultado do cálculo
Bypass do valor do processo quando a porta está aberta
Para evitar um pedido incorreto ao trocar o tanque ou ao efetuar a manutenção nos tanques de resina de encapsulamento, o seguinte modelo de fluxo de dados é usado para monitorar a porta:
- Nível atual de enchimento do reservatório em mm (valor de entrada)
- Constante definida conforme a qual deve ser efetuado o bypass do valor de saída
- Gatilho de entrada para ativar o bypass
- Bloco de função "Double para booleano" para a conversão de um valor numérico em um valor booleano: Verdadeiro = 1 / Falso = 0
- Bloco de função "Switch de sinal" entrada "A" é emitida assim que a entrada de alternância é igual a "Falso=0" ou a entrada "B" é emitida assim que a entrada de alternância é igual a "Verdadeiro=1"
- Resultado (valor de saída)
