Przemysł spożywczy - Sterowanie wydziałem produkcji odżywek dziecięcych

Przemysł spożywczy - Sterowanie wydziałem produkcji odżywek dziecięcych

Konfiguracja systemu sterowania
Produkcja na wydziale wytwarzającym odżywki dziecięce pakowane do słoiczków jest typowym przykładem procesu wsadowego – przygotowywane są zadane porcje różnych produktów według określonych receptur. Ze względu na szeroki asortyment wyrobów szczególnego znaczenia nabiera możliwość swobodnego tworzenia dużej liczby receptur oraz łatwego wprowadzania zmian. Istotnym kryterium wyboru systemu sterowania była zgodność z normą S88 (ANSI/ISA-88.01-1995). Wszystkie wymienione warunki spełnia wybrany dla realizacji przedsięwzięcia system PCS7 firmy Siemens z pakietem Simatic BATCH.

Warstwa operatorska
Zastosowano strukturę z redundantnym serwerem OS oraz dwoma stacjami klienckimi, a także z niezależnym serwerem Simatic BATCH. Jedna ze stacji operatorskich wyposażona została w pakiet oprogramowania Batch Control Centre do sterowania produkcją wsadową. Niezależna stacja służy do wprowadzania i edycji receptur. Stacja operatorska 2 została wyposażona w oprogramowanie WebNavigator i może pełnić dodatkowo funkcję serwera www, udostępniającego informacje procesowe w sieci zakładowej z poziomu standardowych przeglądarek.

Stacje automatyki i urządzenia we/wy
Do sterowania procesem przewidziano dwie stacje automatyki AS 416-3. O wyborze standardu wejść/wyjść zdecydowały trzy podstawowe czynniki: prostota i szybkość montażu na obiekcie, elastyczność w doborze konfiguracji oraz możliwość wymiany modułów bez wyłączania pola. Obecnie do obydwu stacji automatyki podłączono 10 pól ET200S z ponad 500 modułami we/wy. Dodatkową zaletą zastosowania standardu ET200S jest możliwość zastąpienia interfejsu pola przez moduł programowalny, co okazało się być istotne przy realizacji sterowań na tyle szybkich, że nie było możliwe spełnienie wymagań czasowych w konfiguracji klasycznej układu z rozproszonymi elementami wejść/wyjść. Specyfika produkcji na wydziale odżywek wymaga lokalnego nadzoru nad procesem w 11 węzłach produkcyjnych. W tym celu zastosowano dwa typy paneli dotykowych: MP270 z ekranem kolorowym o przekątnej 10” w węzłach obejmujących bardziej złożone fragmenty technologii oraz TP170B z ekranem kolorowym o przekątnej 5.7”w prostszych węzłach technologicznych. Około stu, czyli niemal połowa napędów zastosowanych w technologii, wymaga regulacji prędkości obrotowej. Dotyczy to silników o bardzo różnych mocach – od 0,37kW po 40kW. Naturalnym rozwiązaniem było zastosowanie przemienników częstotliwości wyposażonych w interfejs PROFIBUS-DP i połączonych ze stacjami automatyki. Wybrano przemienniki częstotliwości firmy Siemens typu Micromaster z rodziny 420 oraz 440, które poza wysokimi walorami użytkowymi zapewniają również łatwą integrację z systemem PCS7. W systemie użyto 7 wag, do których realizacji wykorzystano procesory wagowe SIWAREX U. Dzięki istnieniu odpowiedniej biblioteki ich integracja z PCS7 nie nastręcza trudności.

Bezpieczeństwo instalacji
Technologia wydziału została podzielona na 25 grup zatrzymania awaryjnego zgodnie z następującymi zasadami:
• każda grupa zlokalizowana jest w tym samym pomieszczeniu,
• każda grupa obejmuje logicznie wydzielony fragment technologii,
• dla każdej grupy przewidziano jeden lub kilka przycisków bezpieczeństwa.
Naciśnięcie przycisku bezpieczeństwa powoduje natychmiastowe i bezwarunkowe wyłączenie wszystkich urządzeń elektrycznych z danej grupy. Wyłączenie to realizowane jest sprzętowo przez odłączenie napięcia zasilania. Zaprojektowane rozwiązanie jest zgodne z normą EN 954-1 – spełnia wszystkie wymagania kategorii bezpieczeństwa 1 – kategorii zatrzymania 0. Kategoria bezpieczeństwa może być w prosty sposób zwiększona do kategorii 2 przez zastosowanie przekaźników bezpieczeństwa.

Oprogramowanie systemu
Oprogramowanie systemu zostało w większości wykonane w graficznym języku CFC. Do realizacji sterowań sekwencyjnych wykorzystano pakiet SFC, natomiast do programowania bloków realizujących bardziej zaawansowane funkcje najczęściej korzystano z języka SCL. Sterowanie wszystkimi urządzeniami w trybie ręcznym, zmiana trybu pracy, czy ustawianie parametrów pracy może odbywać się zarówno z wykorzystaniem paneli operatorskich jak i stacji komputerowych. Do celów remontowych przewidziano specjalny tryb uaktywniany wyłącznie przez użytkowników o odpowiednim poziomie dostępu, który zezwala na sterowanie napędem z pominięciem blokad – w tym trybie można sterować urządzeniem wyłącznie z najbliższego panela operatorskiego. Dla ułatwienia obsługi paneli w trakcie produkcji wykorzystano te same standardy, które zostały zastosowane w wizualizacji na stacjach operatorskich. Dotyczy to w szczególności kształtu i kolorystyki ikon napędów, wyglądu stacyjek sterowniczych, kolorystyki schematów technologicznych.