Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Naprostou většinu provozů, výrobních linek a jejich součástí ve společnosti Plzeňský Prazdroj, a. s., řídí systémy značky Siemens. Výjimkou není ani linka na plnění sudů v pivovaru Plzeň, která do nedávné doby fungovala pod taktovkou programovatelných automatů systému Simatic S5. V rámci modernizace výrobního zařízení převzal řídicí roli na lince nástupnický systém PLC Simatic S7 a dosud výhradně používané propojení metalickými kabely z větší části nahradila bezdrátová komunikace.
Hlavními součástmi linky na plnění sudů jsou tři otáčivé stroje, karusely – předmycí, mycí a plnicí. Každý z nich má dvacet čtyři hlav (mycích nebo plnicích, podle typu karuselu) a jim přidružených stojanů pro uchycení jednotlivých sudů. Činnosti na lince začínají tzv. depaletizací, tedy rozebráním palet se sudy a jednotlivých sudů. Pásový dopravník přepravuje sudy k prvnímu, předmycímu karuselu, kde jsou z dopravníku postupně odebírány a za jejich pohybu po obvodu stroje jsou pomocí mycích hlav zbavovány nejhrubších nečistot. Následuje přesun do mycího karuselu, kde se proces mytí dokončí, a nakonec
do plnicího karuselu, v němž jsou sudy opětovně naplněny pivem. Celý proces uzavírá paletizace plných sudů. Dalšími součástmi linky jsou myčky povrchu a obraceč sudů, který sudy nastavuje do správné polohy. Výkon plnicí linky je 1 000 sudů za hodinu, resp. 23 000 sudů denně (obr. 1).
Vše je řízeno jedním procesorem
V minulých letech řídilo linku na plnění sudů 50 programovatelných automatů (PLC) systému Simatic S5, propojených v rámci pevné sítě. „Společnost Siemens již před delší dobou oznámila, že v roce 2013 ukončí podporu některých produktů starší řady systému Simatic S5. Na tuto situaci jsme se chtěli včas připravit,“ vysvětluje rozhodnutí o výměně řídicího systému linky na plnění sudů Ondřej Sýkora, manažer procesní automatizace a kontroly společnosti Plzeňský Prazdroj, a pokračuje: „Poptali jsme několik firem ochotných a hlavně schopných tuto zakázku realizovat. Nakonec jsme vybrali britskou společnost FMA Process Engineering Limited, která má s podobnými realizacemi četné zkušenosti. Tato firma ve spolupráci se společností Siemens navrhla zcela nový systém, jehož základem je centrální procesor z řady Simatic S7 a bezdrátový komunikační systém Scalance.“
A jak tento nový systém funguje? Místo původních padesáti PLC zde nyní celou linku řídí jeden centrální procesor z řady Simatic S7 se softwarem vytvořeným ve vývojovém prostředí Step 7 a zahrnujícím téměř padesát původních aplikačních programů. Centrální procesor komunikuje s pěti modulárními I/O jednotkami ET 200M umístěnými přímo na karuselech a desítkami necentrálních I/O jednotek ET 200S (obr. 2), z nichž naprostá většina se nachází u hlav karuselů (jedna jednotka „spravuje“ dvě hlavy).
Další nedílnou součástí systému je devět operátorských panelů s dotykovou obrazovkou, jejichž software byl vytvořen v prostředí WinCC Flexible. Tři větší panely jsou určeny k obsluze karuselů a šest menších panelů k obsluze dalších částí linky (obr. 3). Všechny panely komunikují s centrálním procesorem, přičemž ty větší si navíc vyměňují data také s podřízenými procesory na „svých“ karuselech (obr. 4).
Kombinace kabelové a bezdrátové komunikace
Procesory a I/O jednotky spolu komunikují použitím protokolu Profinet (obr. 5), přenos dat mezi podřízenými procesory, centrálním procesorem a operátorskými panely byl nově navržen jako částečně bezdrátový. „Zpočátku jsme byli k tomuto řešení skeptičtí, ale realizátor nás zkontaktoval se společností, která monitoruje bezdrátové spojení a garantuje jeho bezproblémovou činnost, takže jsme nakonec souhlasili a dosavadní spolehlivý chod linky dokazuje, že to bylo dobré rozhodnutí,“ říká Ondřej Sýkora. „Garantovaná přenosová rychlost 54 Mb/s zcela postačuje k přenosu i značně velkého množství dat, která si vyměňují nadřazené procesory, menší procesory a operátorské panely. Pracovníci obsluhy či servisu mohou navíc celý systém bezdrátově sledovat a popř. upravovat z notebooků v provozu, nebo dokonce přímo ze své kanceláře.“
K pokrytí plnicí linky rádiovým signálem dostačují dva stacionární přístupové body s moduly Scalance W788-1 (obr. 6).
Provoz bez problémů
Linka na plnění sudů pracuje pod taktovkou nové techniky od října loňského roku a k plné spokojenosti uživatele. „Za největší přínos považuji fakt, že jsme opustili techniku, které brzy skončí období garantované podpory, a zajistili si tak servisní podporu i do budoucna. V novém systému je dále jednodušší provádět jakékoliv další úpravy nebo zásahy, což vyplývá z možností softwarových i hardwarových nástrojů dostupných k podpoře řady Simatic S7 a bezdrátových modulů Scalance. V neposlední řadě bývaly u předchozího systému komplikace při výpadku elektřiny, resp. při opětovném spouštění – aby celý systém správně fungoval, bylo nutné zapínat jeho jednotlivé komponenty postupně. To už teď není potřeba, vše nabíhá rychle a současně,“ vypočítává hlavní výhody nového řešení Ondřej Sýkora.
Správný směr do budoucna
Podle Ondřeje Sýkory bude společnost Plzeňský Prazdroj postupně pokračovat ve výměně všech řídicích systémů Simatic řady S5 za moderní systémy řady S7. „Pro Plzeňský Prazdroj je v oblasti řídicích systémů značka Siemens standardem – při veškerých modernizacích i realizacích nových řídicích systémů se proto používá automatizační technika této značky. Je to dáno také tím, že mezinárodní skupina SABMiller plc, jejíž jsme součástí, používá techniku značky Siemens jako standard pro většinu Evropy. Naše dlouhodobá a kvalitní spolupráce se společností Siemens tedy bude pokračovat i v následujících letech,“ uzavírá Ondřej Sýkora.
(Siemens, s. r. o.)
Obr. 1. Linka na plnění sudů v pivovaru Plzeň (zdroj: Plzeňský Prazdroj, a. s.)
Obr. 2. Decentrální I/O jednotka ET 200S
Obr. 3. Operátorské panely Simatic s dotykovou Obrazovkou
Obr. 4. Centrální procesor Simatic CPU 416-3 PN/DP
Obr. 5. Neřízený přepínač Scalance XB005 pro síť průmyslového Ethernetu – Profinetu
Obr. 6. Přístupový bod bezdrátové sítě Scalance W788-1