Wireless Ethernet и ПЛК увеличивают производительность Blue Bell Creameries

Mодернизация с применением беспроводной локальной сети WLAN с модулями Scalance и контроллерами PLC Simatic компании Siemens увеличила производительность устаревшей автоматизированной системы складирования и поиска, а также упростила обучение обслуживанию этой системы в компании Blue Bell Creameries, в штате Техас, США, производящей мороженое.

Компания Blue Bell Creameries начала свою деятельность в Бренхаме, штат Техас, в 1907 году. Хотя применявшаяся в компании  автоматизированная система складирования и поиска (ASRS) не такая уж старая, она, однако, начала уже напоминать о своем возрасте – 20-летние детали начали давать сбои и вызывать значительные задержки.

Кейт Дженкинс, разработчик промышленных систем в компании  Blue Bell, представил аргументы в пользу проведения модернизации. Он заменил пять контроллеров в каждой из трех подразделений ASRS, одним контроллером S7 PLC компании Siemens и интерфейсом человек-машина (HMI) компании Siemens с новой беспроводной сетью компании Siemens Scalance W wireless LAN. Система стала для операторов более простой в использовании. Дженкинс оценил, что за счет повышения производительности ASRS фирма выиграла более полутора часов на каждый кран в день.

В сложной, предъявляющей высокие требования среде склада компании Blue Bell, где царит постоянная температура -29° C, требуется надежность. − Контроллеры PLC компании Siemens были наиболее простыми для программирования, наиболее простыми в обслуживании и самыми стабильными, – сказал Дженкинс, имеющий 25-летний опыт программирования контроллеров PLC. Дженкинс работал в компании  AWC, дистрибьюторе Siemens.

Контроллеры ПЛК были применены в приводе элементов системы ASRS, являющихся большими кранами с обслуживающим персоналом, которые передвигаются по направляющим и перемещают поддоны с мороженым по всему складу компании Blue Bell. Каждый из трех кранов был оснащен пятью контроллерами PLC. Одна пара PLC обеспечивала связь с терминалом системы управления складом – база данных содержала информацию о том, какие виды мороженого в каком месте на складе хранятся – и связывалась с другими контроллерами PLC на кране. Остальные три контроллера PLC управляли вертикальным и горизонтальным перемещением крана, а также откладыванием и забором поддонов.

Контроллерам ПЛК было по 18-20 лет, некоторые из них работали с программами, опирающимися на систему DOS. Были сложности с поиском запчастей для системы коммуникации, работающей в инфракрасном диапазоне и служащей для связи между кранами и сервером системы управления складом. – Если бы из строя вышло несколько устройств, мы могли бы остаться без одной из наших единиц ASRS, что могло бы снизить нашу производительность на 30%, – сказал Дженкинс.

Каждый из кранов был оснащен блоком интерфейса, который «выглядит как кассовый терминал 1982 года», как сказал Адам Бэйли, старший инженер из компании Premier Automation, осуществлявшей интеграцию систем для этого проекта. Зеленый экран CRT размером 6×8 дюймов создавал трудности при считывании, а операторам приходилось также осваивать ряд сложных команд, вводившихся  с клавиатуры, чтобы привести в движение элементы  ASRS: «F1» для движения в одну сторону, «control + F1» для движения в другую сторону, «shift + F1» для еще одного типа движения и так далее. Необходимы были подробные инструкции, учитывающие величину и возможности среды склада, с кранами, перемещающимися по направляющим длиной более 150 метров с полными поддонами высотой более 2,1 метра и глубиной более 1,2 метра – в общей сложности более 7000 мест складирования.

− Обучение нового оператора до того, как он сможет начать работать, могло бы занять две-три недели, – констатировал Дженкинс.

Компания Blue Bell имела дело с серьезными авариями системы ASRS каждые три-четыре месяца. – Перегорал  предохранитель питания электроэнергией, или один из контроллеров PLC, или еще какой-нибудь элемент оборудования повреждался, – сказал Дженкинс. – На устранение неисправности могло потребоваться 30-45 минут, иногда час, в зависимости от того, что пошло не так.

Компания AWC попросила компанию Premier Automation и Бэйли помочь  в проектировании решения.

− Компания Blue Bell хотела иметь интегрированное решение, в котором все элементы восходят к одному производителю, – сказал Бэйли.

Предложение компании Premier включало один контроллер PLC Simatic S7-300 компании Siemens, установленный на каждом из кранов, с целью замены всех прежних контроллеров PLC, вместе с интерфейсом «человек-машина» (HMI) SCD1297 компании Siemens, с 12-дюймовым цветным сенсорным экраном. Принятая конфигурация требовала также применения беспроводной промышленной локальной сети с модулями Scalance — Scalance Industrial Ethernet Wireless LAN, а также многофункциональные станции распределенного ввода-вывода Simatic ET 200M remote I/O компании Siemens, с целью замены прежней инфракрасной системы связи. Стоимость этого решения составляла около половины цены предложения конкурентов.

Установка, интегрирование

Осуществляя установку, Дженкинсу, Бэйли и его команде пришлось работать быстро.  Склад компании Blue Bell работает более 18 часов в день, за исключением перерыва от вечера пятницы до второй половины дня в воскресенье.

− Мы работали около двадцати часов, в первый день и во второй день, – рассказывает Адамс. После установки и тестирования первой единицы в феврале 2007 года компании Blue Bell и Premier потратили около месяца на ее тестирование и внесение усовершенствований. Аналогичную процедуру коллектив использовал при модернизации второго крана в марте и третьего в апреле.

Компания Premier интегрировала контроллеры PLC компании Siemens с существующей системой управления складом компании Blue Bell. Эта система сложилась в результате многих лет работы компании Blue Bell над оптимизацией маршрутов по всему складу с целью определения наиболее эффективного размещения для каждого поддона.

− В этой базе данных содержался огромный ресурс знаний и приобретенного опыта, это необходимо было сохранить, – констатирует Бэйли.

Система управления складом работает на сервере с прикладными программами Windows Microsoft в офисах склада. Имея сетевое оборудование WLAN компании Siemens, создание сетевого соединения Ethernet с этим сервером было простым делом. Бэйли выбрал контроллер, поставленный третьей фирмой, обеспечивающий взаимопонимание контроллеров PLC с сервером Windows Microsoft. Язык программирования S7 компании Siemens упростил передачу карты склада (формат текстового файла), так что контроллеры PLC могли это понять. Фирма AWC модернизировала энкодеры, которые отслеживают положение крана на складе.

Сенсорная панель оператора HMI

Операторы системы ASRS убедились, что сенсорная панель HMI проста в использовании. – Только коснешься одного сенсора, и кран двигается туда, куда надо, – констатировал Дженкинс, обратив внимание на то, что операторы легко могут теперь также переходить с одной страницы на другую, чтобы увидеть, что заложено в программе.

Упрощение осуществления операции дает экономию времени движения каждого крана благодаря сокращению времени ввода каждой команды с 15 секунд до 5 секунд или меньше. Это в сумме составляет 90-минутное увеличение производительности каждого из трех кранов. За рабочий день, продолжающийся 18,5 часов, общая экономия составляет 4,5 часа. Простота использования сокращает время обучения оператора с примерно одной недели до 2 – 3 дней, − сказал Дженкинс.

Другие выгоды это возросшее время непрерывной работы и бóльшая надежность, − утверждает Дженкинс. – Уменьшились также наши запасы запчастей, у нас нет уже необходимости разыскивать элементы оборудования, которые мы можем использовать как запчасти.

Обслуживание нового оборудования стало проще. В августе 2009 г., примерно год спустя, Дженкинс сменил вертикальные и горизонтальные координаты, используемые в системах ASRS. – Это заняло у меня около часа, и все заработало, – сказал он.

– По-моему, простота обслуживания была самым большим плюсом, – считает Бэйли. − Надежность была хорошая, поскольку ко мне не поступало никаких жалоб.

CE

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *