Nivåövervakning med påfyllningsstyrning för en ingjutningsanläggning
Användningsområde
Visualisering och analys av nivåer med moneo RTM och styrning av interna logistikprocesser
Harts och härdare bildar tillsammans gjutharts, en nyckelkomponent i givartillverkningen. Ingjutning med dessa material skyddar elektroniken mot stötar, vibrationer och fukt.
Tillgången på harts och härdare i fat är avgörande för att upprätthålla produkternas tillförlitlighet och kvalitet under tillverkningsprocessen. Därför måste nivåerna i behållarna för harts och härdare övervakas. Dessutom ska de interna logistikprocesserna för materialpåfyllning automatiseras.
Den inledande situationen
Hittills har det interna styrsystemet för anläggningen övervakat den aktuella nivån i de fat som innehåller komponenterna. Ett nödvändigt byte av fat indikeras av en signallampa. Material för påfyllning av anläggningen måste aktivt beställas per post från centrallagret. Det finns ingen automatiserad styrning av påfyllningen.
Ett annat problem var att vissa material tillhandahölls för tidigt. Detta ledde till att material användes efter det faktiska utgångsdatumet.
Dessutom måste harts och härdare acklimatiseras i produktionsmiljön innan de används. Särskilt under de kallare månaderna ledde leveranser av material med kort varsel till olika problem, särskilt om det inte fanns tillräckligt med tid för materialet att anpassa sig till den omgivande temperaturen.
Projektets syfte
Målet är nu att etablera en efterfrågeorienterad försörjning av råmaterial vid anläggningen. Detta inkluderar nivåövervakning av faten. Dessutom är tanken att införa en automatiserad beställningsprocess för påfyllning av råmaterial för att säkerställa att de finns tillgängliga vid användningspunkten.
Implementering
moneo RTM-mjukvaran installeras centralt på en server. IO-Link-mastern är ansluten till servern via ett internt VLAN inom företagets IT-nätverk. Nivågivarna är anslutna till IO-Link-mastern via IO-Link.
Nivågivarna är redan installerade i anläggningen och överför den aktuella nivån till anläggningens styrsystem. För att säkerställa att detta användningsfall kan implementeras utan att påverka det ursprungliga anläggningsstyrsystemet används Y-banan.
moneo RTM är ansluten till SAP MM-modulen* och SAP PM-modulen** via SFI-gränssnittet. moneo RTM skickar definierade larm/händelser till SAP via SFI-gränssnittet. Beroende på den faktiska processen utförs ytterligare bearbetning i SAP MM- eller PM-modulen.
Om tröskelvärdet överskrids startar processen för orderförfrågan i centrallagret flera kilometer bort. Denna process avslutas med att materialet finns tillgängligt i produktionen, samtidigt som nivågivaren indikerar att fatet återigen är fullt. Detta kallas för SFI-påfyllningsstyrning.
*SAP MM-modul = "Material Management"-modul för planering och styrning av materialflödet inom ett företag
**SAP PM-modul = "Plant Maintenance"-modul för hantering av alla underhålls- och serviceorder inom ett företag
Resultatet
- Processoptimering från tidsbaserat underhåll till styrning av interna logistikprocesser
- Anslutning till SAP-systemet via SFI-gränssnitt
- Automatiserad intern ombeställning av råvaror i SAP via SFI-påfyllningsstyrning
- Genom registrering av givarvärden och användning av moneo-mjukvaran kan detaljerad information om nivåer registreras och tydligt visualiseras
- Snabb respons på skiftande processparametrar genom integrerad larmhantering
- Påfyllning av medier efter behov genom automatiserade påfyllningsprocesser
- Identifiering av överskridande och underskridande av tröskelvärden
- Optimerat anläggningsutnyttjande genom säkerställd maskintillgänglighet och ökad processkvalitet
- Konvertering av givarvärden till processrelevant information med hjälp av datamodellering (beräknade värden)
Systemstruktur
Två fat, vart och ett utrustat med en nivågivare, används i tillämpningen. Därför krävs komponenterna 3 och 4 två gånger.
Manöverpanel
Manöverpanelen ger användaren en överblick över alla relevanta processvärden.
- Aktuell tanknivå i mm
- Trafikljusdisplay för varnings- och larmvärde för nivån
- Aktuell tanknivå i liter
Analys
Analysen gör det möjligt att följa den tidigare förbrukningen i historiken. Detta gör det möjligt att dra slutsatser om anläggningens kapacitetsutnyttjande. Dessutom är det möjligt att uppskatta den förväntade livslängden för ett fat. Denna förvärvade kunskap kan hjälpa den interna logistiken att konsekvent optimera tillhandahållandet av material.
Regler för ärendehantering
Värden för de nedre och övre varnings- och larmtrösklarna definieras för var och en av de två nivågivarna. Dessa värden är baserade på erfarenhet från underhåll.
- Övre varning = återställning av alla ärenden efter byte av fat
- Nedre varning = ombeställning och tillhandahållande av ett nytt fat vid anläggningen
- Nedre larm = utbyte av fatet i anläggningen
Hantera regler för ärendebearbetning
Guiden för regler för ärendebearbetning gör det enkelt att bestämma aktiviteter som ska genomföras när varningar och larm inträffar.
I följande fall behandlas ärendet via SFI-gränssnittet till SAP MM- och PM-modulen. Om nivån sjunker under tröskelvärdet vidarebefordrar SFI-gränssnittet tröskelöverträdelsen till SAP MM- eller PM-modulen parallellt med meddelandet i moneo. I detta fall aktiveras processen för styrning av påfyllning automatiskt.
Anslutning av moneo till SAP-systemet
- Adress till SAP/SFI-servern
- Port för SAP SFI-servern
- SAP/SFI-användare
- Lösenord för SAP/SFI-användare
Konfiguration av regeln för ärendehantering
- Definierar vilken regel som ska tillämpas
- Definition av trösklarna (4) och datakällorna (5)
- Definierar hur brådskande varningar eller larm är
- Definition av relevanta trösklar
- Definition av motsvarande datakällor
Meddelande i SAP-systemet
Materialdokument i SAP MM-modulen
Underhållsorder i SAP PM-modulen
SFI-påfyllningsstyrning
SFI-påfyllningsstyrningen används för att automatiskt begära och tillhandahålla förbrukningsvaror. Om den definierade nedre varningströskeln för ett fat underskrids, skapas ett varningsärende i moneo. Detta ärende vidarebefordras till SAP-systemet av den ärendehanteringsregel som har ställts in. I det här fallet är det SAP MM-modulen. Ett dokument genereras automatiskt med en begäran om att omedelbart tillhandahålla det material som krävs.
Detta dokument bearbetas i centrallagret, varifrån motsvarande material transporteras till platsen för de plockade artiklarna. Om den nedre larmgränsen nu underskrids kan den ansvarige för anläggningen omedelbart ersätta det tomma fatet med det tillhandahållna fulla fatet. För att säkerställa korrekt detektering av ett byte av fat övervakas även fatens övre varningströskel. Om det övre tröskelvärdet överskrids löser moneo och SAP MM-modulen den initiala överträdelsen av det nedre tröskelvärdet.
För att förhindra att tröskelvärdet överträds vid byte av fat eller annat underhållsarbete övervakar en optisk givare stängningsstatusen för den dörr bakom vilken de två faten är placerade. Om dörren öppnas skrivs givarens processvärde över så länge dörren är öppen. Detta uppnåddes med hjälp av funktionen Data Flow Modeler.
- Övre varningströskel
- Nedre varningströskel
- Nedre larmtröskel
- Fatet är fullt
- Innehållet i fatet förbrukas under tillverkningsprocessen
- Nivån når den nedre varningströskeln
- Ett ärende genereras i moneo och överförs från SAP-systemet via SFI-gränssnittet. Samtidigt löses ärendet med överskridandet av den övre varningströskeln under det föregående fatbytet
- Nytt material beställs i SAP-systemet och genererar ett ärende i ifm:s centrallager
- Nytt material transporteras av ifm:s logistiktjänst till platsen för de plockade artiklarna.
- Nivån når den nedre larmtröskeln
- Ett ärende genereras i moneo och den person som ansvarar för anläggningen informeras om ett nödvändigt byte av fat via SAP PM-modulen
- Det tomma fatet ersätts med det tillhandahållna fulla fatet.
- Nivån når därför den övre varningströskeln när fatet byts ut
- När den övre varningströskeln har uppnåtts löses ärendet om överträdelse av den nedre varningströskeln
Beräknade värden
Följande värde beräknas dessutom baserat på nivån.
Aktuell tanknivå i liter
Eftersom fatets bottenyta är känd kan fyllningsmängden enkelt bestämmas med hjälp av formeln "bottenyta x nivå".
- Aktuell tanknivå i mm
- Faktor för konvertering av enheten för datakällan, här 1 = mm
- Tankens basyta i mm²
- Faktor för att omvandla utmatningsenheten, här 1000 000000 = liter
- Skalning av enheten i mm
- Basyta i mm² multiplicerad med nivå i mm = volym i mm³
- Skalning av utmatningsenheten från mm³ till liter (dm³)
- Volym i liter som resultat av beräkningen
Förbikoppling av processvärde med öppen dörr
Dataflödesmodellen som beskrivs nedan används för dörrövervakning för att minska risken för felaktiga beställningar till följd av oavsiktlig aktivering av tröskelvärden vid byte av fat eller underhållsarbete på fat med gjutharts:
- Aktuell tanknivå i mm (ingångsvärde)
- Fast konstant med vilken utgångsvärdet skall förbikopplas
- Triggerinmatning för att aktivera förbikopplingen
- Funktionsblock "double to boolean" omvandling av det numeriska värdet till ett booleskt värde: sant = 1 / falskt = 0
- Funktionsblock "signal switch", inmatning "A" matas ut så snart som växlingsinmatningen är "falskt=0", eller inmatning "B" matas ut så snart som växlingsinmatningen är "sant=1".
- Resultat (utgångsvärde)
