Юрий Почанин – АСУ упаковочного производства (страница 8)

На практике MES ведет учет числа произведенных коробок и/или паллет. Если рассматривать автоматические упаковочные линии, то производительность упаковщика коробок составляет десяток коробок в минуту. Возможны два варианта учета коробок: при помощи счетчика, с которого MES считывает число, или оператор со сканером штрих-кодов подтверждает упаковку коробки. Число мешков обычно не фиксируется, так как скорость упаковщика слишком высока, и нет потребности в точном определении числа мешков. Обычно оценка числа упакованных мешков делается на основании рецептуры.

Аналогично, на практике автоматически не подсчитывается число израсходованного упаковочного материала. Это потребовало бы счетчика или ручного сканирования, что не рационально. Определение расхода упаковочного материала возможно также на основании рецептуры. MES делает оценку числа упаковочного материала в буфере. Если его объем ниже минимальной границы, MES автоматически формирует задачи погрузчикам или операторам для доставки необходимого упаковочного материала со склада в буфер упаковочной линии. На заводе Bohmer упаковка в коробки и в паллеты сопровождается печатью этикеток в системе MEScontrol. Подсчет паллет может выполняться оператором с помощью сканера. Оператор сканирует все коробки в паллете или сканирует одну из коробок, чтобы правильно определить лот (серию), задает число коробок. Система печатает нужное число этикеток, оператор, сканируя штрих-код с напечатанного ярлыка, подтверждает создание паллеты.

Произведенная паллета должна быть доставлена на склад. Существуют разные варианты: автоматически по автоматизированным конвейерам или погрузчиком. В первом случае MES должна взаимодействовать с АСУТП. Путем обмена сообщениями с системой базовой автоматизации MES перемещает паллету на склад в выбранное расположение. Во втором случае MES формирует задачи для погрузчика, передавая их на терминал. Здесь необходим контроль перемещения паллеты. Оператор погрузчика обычно выполняет сканирование паллеты и ее целевого расположения. Система, если оператор выполняет ошибку (например, отвез паллету не в то место), может сформировать повторную задачу на перемещение паллеты.

MES накапливает детальную информацию о ходе производства, работе оборудования, персонала, складских манипуляциях и т.п. Так, по каждой производственной операции можно отследить: время работы; простои и потери, зафиксированные системой; идентификаторы операторов, обслуживающих производственную линию; информацию о работе оборудование, зафиксированные значения индикаторов, производственные параметры, переданные контроллерам; наименование выпущенной продукции, лоты и их объемы; информация о качестве продукции. Накопленная информация может быть очень полезна для работы с браком и рекламациями.

MEScontrol поддерживает аналитические режимы работы с историей производства «движение назад» и «движение вперед». При «Движение назад» по единице (партии) конечной продукции система определяет все производственные цепочки, где производились ингредиенты, где хранились, как упаковывались, как перемещались по складам, какое сырье использовалось, кто поставщик сырья и т.д. Анализируя данные с производства, можно локализовать причину проблемы, после этого выполняется «Движение вперед», то есть поиск всех потенциальных последствий: куда могло попасть сырье или полуфабрикат, в какие партии, где хранились, кому были отгрузки. Своевременно используя историю (прослеживаемость) производства продукции, можно минимизировать последствия от брака, снизить число рекламаций. Кроме того, накопленная информация—это возможность делать глубокий анализ производства, находить узкие места, причины проблем, вычислять различные коэффициенты KPI.

В ходе выполнения проекта по автоматизации производственных процессов на заводе Bohmer:

–были внедрены следующие модули системы MEScontrol: склады (включая опцию графический склад), рабочие места операторов линий, продукция (описание спецификаций и структуры продукции предприятия), маркировка, маршруты (модель связей между всеми подразделениями, производственными линиями и складами), дополнительный модуль для управления контейнерами;

–реализована интеграция MEScontrol с ERP системой Microsoft Navision;

–реализована система трехмерной адресации складских зон и автоматическое управление содержимым в этих зонах;

–практически исключено участие человеческого фактора из выполнения основных производственных процессов. Все информационно-управляющее взаимодействие идет по схеме ERP-MES-ПЛК.

Основной практический вывод, который сделала инжиниринговая команда, выполнявшая реализацию проекта, заключается в необходимости правильной настройки MES под то, что, где и как учитывается: где информация снимается автоматически со счетчиков, где ручной ввод или сканирование, где делается оценка на основании рецептуры, как должны интерпретироваться различные сигналы (брак, контрольные весы, повторная упаковка), как на основании данных осуществить расчет показателей KPI, как сформировать задачи для погрузчиков и складов.

2.3. Автоматизированные системы управления технологическими процессами

Любую АСУ ТП можно в конечном итоге разделить на 3 основных уровня иерархии.

Верхний уровень в системе автоматизации, это уровень управления. На этом уровне осуществляется контроль за производством продукции на технологических линиях. Этот процесс включает в себя сбор поступающих с производственных участков данных, их накопление, обработку и выдачу руководящих директив нижним ступеням. Атрибутом этого уровня является центр управления производством, который может состоять из трех частей:1) операторской части, 2) системы подготовки отчетов, 3) системы анализа тенденций.

Операторская часть отвечает за связь между оператором и процессом на уровне управления. Она выдает информацию о процессе и позволяет в случае необходимости вмешательство ход автоматического управления. Обеспечивает диалог между системой и операторами. Система подготовки отчетов выводит на экраны, принтеры, в архивы и т.д. информацию о технологических параметрах с указанием точного времени измерения, выдает данные о материальном и энергетическом балансе и др. Система анализа тенденций дает оператору возможность наблюдения за технологическим параметрами и делать соответствующие выводы. На верхнем уровне АСУ ТП размещены мощные компьютеры, выполняющие функции серверов баз данных и рабочих станций, и обеспечивающие анализ и хранение всей поступившей информации за любой заданный интервал времени, а также визуализацию информации и взаимодействие с оператором. Основой программного обеспечения верхнего уровня являются пакеты SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)-диспетчерское управление и сбор данных.

Средний уровень-уровень аппаратов (производственного оборудования). Его функции – сбор информации, поступающей с нижнего уровня, ее обработка, хранение и выработка управляющих сигналов на основе анализа информации и передача информации на более высокий уровень.

Нижним уровнем является уровень датчиков и исполнительных механизмов, которые устанавливаются непосредственно на технологических объектах. Их деятельность заключается в получении параметров процесса, преобразовании их в соответствующий вид для дальнейшей передачи на более высокую ступень (функции датчиков), а также в приеме управляющих сигналов и в выполнении соответствующих действий (функции исполнительных механизмов).

2.3.1. Автоматизированные системы управления на уровне производственной линии

Автоматизированные системы на уровне производственной линии предназначены для сбора данных и диспетчерского управления с участием персонала. Этот уровень управления должен обеспечивать:

–диспетчерское наблюдение за технологическим процессом по его графическому отображению на экране в реальном масштабе времени;

–расчет и выбор законов управления, настроек и уставок, соответствующих заданным показателям качества управления и текущим (или прогнозным) параметрам объекта управления;

–оперативное сопровождение моделей объектов управления типа «агрегат», «технологический процесс», корректировку моделей по результатам обработки информации от второго уровня;

–синхронизацию и устойчивую работу систем типа «агрегат» для группового управления технологическим оборудованием;

–ведение единой базы данных технологического процесса.

В автоматизированных системах на уровне производственных линий чаще всего используются системы SCADA. SCADA – программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации о большом числе удаленных объектов (от 1 до 10000) или одного территориально распределенного объекта. SCADA-система отображает информации о ходе технологического процесса, с помощью которой оператор может видеть состояние объекта и управлять им. Диспетчер зачастую обладает возможностью не только пассивно наблюдать за объектом, но и управлять им, реагируя на различные ситуации.

Задачи SCADA-систем:

–сбор и обработка первичной информации от устройств нижнего уровня в режиме реального времени;