Podłączenie systemu MES/SCADA do maszyn bez sterownika PLC

Autorzy: Marek Wiązowski | piątek, 08 wrzesień 2017. | w kategorii: Produkcja

Podłączenie systemu MES/SCADA do maszyn bez sterownika PLC
Na pewnym etapie rozwoju, wielu producentów dotyka problem wyboru sytemu do zarządzania produkcją. Argumentów przemawiających za wdrożeniem jest wiele: automatyzacja procesów i obiegu informacji, ścisła kontrola nad zdarzeniami w obrębie hali produkcyjnej, optymalizacja produkcji poprzez ograniczenie przestojów i strat, statystyczna kontrola procesu (SPC), obliczania KPI (w tym OEE), czy wreszcie chęć odciążenia pracowników produkcji i utrzymania ruchu.

Wdrożenie oprogramowania do zarządzania produkcją typu MES (Manufacturing Execution System), to naturalny etap rozwoju firmy, której park maszynowy się rozrasta, złożoność procesów rośnie, a klienci stają się coraz bardziej wymagający.

Aby jednak uzyskać szczegółowe informacje o przebiegu produkcji w czasie rzeczywistym, system musi posiadać rozwiązanie pozwalające monitorować pracę maszyn (SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition). Monitorowanie to odbywa się na zasadzie pobierania i interpretowania pochodzących z maszyn sygnałów, udostępnionych np. poprzez sterowniki PLC. Analizując przykładowo zmiany w przepływie prądu, program może m.in. rejestrować czy maszyna pracuje, czy realizuje cykle zgodnie z harmonogramem (w produkcji dyskretnej – czas wykonania jednej sztuki produktu/detalu). 

Brak spójności
To naturalne, że w obrębie jednego przedsiębiorstwa użytkuje się maszyny w różnym wieku, pochodzące od różnych producentów, wyposażone w inne technologie komunikacyjne (Profibus, Profinet, Modbus, KNX). Sytuacja jeszcze bardziej się komplikuje gdy maszyny nie posiadają sterownika PLC wraz z licencją protokołu komunikacyjnego. Problem staje się dotkliwy, gdy zachodzi potrzeba zintegrowania infrastruktury w ramach systemu informatycznego. Wybór narzędzia pozwalającego uporać się z tym kłopotem, jest jednym z najważniejszych wyzwań związanych z uruchomieniem oprogramowania do nadzorowania produkcji.

O integrację najprościej wtedy, gdy wszystkie maszyny które pragniemy objąć systemem, mają sterowniki PLC wykorzystujące tę samą metodę komunikacji. Najczęściej jednak metody te różnią się pomiędzy poszczególnymi sterownikami. Problem ten można obejść wybierając taki system do zarządzania produkcją, który obsługuje wiele różnych protokołów komunikacyjnych, pozwalających objąć wszystkie technologie występujące w obrębie hali. Wtedy kłopotu z chaosem komunikacyjnym nie ma - system ma już wbudowane narzędzie aby sobie z nim poradzić.

Kolejnym potencjalnym rozwiązaniem problemu różnych protokołów komunikacyjnych, jest zastosowanie technologii OPC (OLE for Process Control). Komunikacja odbywa się wtedy na zasadzie klient-serwer. System SCADA korzysta z danych udostępnianych przez serwer OPC, który realizuje komunikację ze sterownikami PLC. Taki model wymaga jednak zakupu licencji i instalacji oprogramowania OPC.

Brak sterownika PLC
W sytuacji gdy maszyny, których pracę chcemy kontrolować, nie posiadają sterowników PLC, koniecznym okazuje się montaż dodatkowego wyposażenia. Najczęściej spotykanym spośród nich, jest instalacja na czujnikach maszyny modułu kontrolno-pomiarowego, pozwalającego odczytywać i przesyłać interesujące nas dane. W zależności od wybranego modelu i ilości sygnałów, które chcemy pobierać z maszyn (np. o statusie pracy, realizacji cyklu), taki moduł może obsługiwać jedną lub kilka maszyn produkcyjnych.

W przypadku gdy użytkowane w danym przedsiębiorstwie wyposażenie, czy też organizacja pracy nie pozwalają na zastosowanie wyżej wymienionych środków, można rozważyć użycie czujników optycznych, wag, skanerów i innych urządzeń, które zasilą system zarządzania produkcji informacjami. Takie podejście nie pozwala na bezpośrednie kontrolowanie pracy maszyn, umożliwia jednak ścisłą kontrolę postępu produkcji. Trzeba mieć jednak na uwadze, że architektura takiego rozwiązania tworzona jest indywidualnie dla danego zakładu produkcyjnego, zatem wymaga pogłębionych analiz organizacji produkcji i cechuje się odpowiednio dłuższym czasem wdrożenia.

Stojąc w obliczu wyboru systemu do zarządzania produkcją należy pamiętać, że wdrożenie optymalnego rozwiązania jest możliwe tylko po dokładnej analizie infrastruktury, specyfiki produkcji i celów, jakie zamierza osiągnąć przedsiębiorstwo. Tylko rzetelne podejście do tematu komunikacji systemu z maszynami, uwalnia pełen potencjał korzyści, które przynosi producentom zastosowanie rozwiązań MES.

O autorach

Skomentuj

Komentujesz jako Gość.