Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
U moderních strojů a zařízení kladou uživatelé mimořádné požadavky na rozhraní pro obsluhu (HMI). Výjimkou nejsou ani zákazníci firmy Krones, která dodává plnicí a balicí linky především pro potravinářskou výrobu.
Společnost Krones svůj posun od výrobce jednoho stroje k dodavateli ucelených řešení podporuje celofiremním zaváděním jednotného vzhledu i způsobu ovládání všech vyráběných strojů a linek – s podporou techniky od společnosti B&R. Pro přípravu jednotného vzhledu HMI založila společnost Krones dokonce oddělení pro výzkum a vývoj HMI a vizualizace. Toto oddělení vyvíjí postupy a standardy, implementuje je do ukázkových projektů a ty distribuuje do všech závodů společnosti k implementaci při vývoji nových strojů. Jako součást nepřetržitého rozšiřování nabídky výrobků vyvinulo toto oddělení pod vedením Stefana Ramsauera novou generaci vizualizačního softwaru a hardwaru s těmito strategickými cíli: nadále vylepšovat funkce HMI, snižovat náklady na vývoj, provoz i servis strojů, posilovat identitu společnosti Krones a připravovat výrobky pro budoucí požadavky. Detailnějším cílem bylo zavedení nového hardwarového řešení dostupného za stejnou cenu jako předchozí systém.
Volba řešení vizualizace nové generace přinesla dvě výzvy: oddělení muselo pro různé stroje vytvořit jednotný vzhled a způsob ovládání a současně umožnit budoucí vývoj nových verzí HMI. Tým Stefana Ramsauera si uvědomoval strategický význam svých rozhodnutí, a proto porovnával vizualizační řešení nabízená mnoha významnými výrobci. Nakonec se společnost Krones rozhodla pro software ZenOn od společnosti CopaData. Rozhodujícími faktory byly jednotný vzhled a ovládání, splnění norem FDA (U. S. Food and Drug Administration), architektura klient-server, široká podpora jazykových mutací a celková vyzrálost softwaru. Na základě tohoto rozhodnutí tým sestavil náročné technické požadavky na vizualizační hardware, který měl dopomoci k dosažení požadovaného rozsahu funkcí a implementací a měl potenciál pro další rozvoj. Po vyhodnocení všech řešení dostupných na trhu se firma rozhodla pro vizualizační techniku společnosti B&R.
Rozsah funkcí
Plnicí linky pro potravinářskou výrobu se obvykle skládaly z jednotlivých strojů, např. na výrobu plastových lahví, jejich plnění a lepení etiket. Donedávna měl každý stroj vlastní vizualizační a obslužné panely a každý z nich musel obsluhovat jeden pracovník. Konstruktéři si uvědomovali, že zmenšení počtu vizualizačních jednotek a pracovníků obsluhy by vedlo k významným úsporám. Proto se z dříve samostatných strojů staly funkční moduly. Vizí společnosti Krones bylo propojit např. vyfukovací stroj na výrobu plastových lahví (SBM – stretch-blow moulding), plničku a etiketovací stroj jedinou průmyslovou sběrnicí, aby bylo možné linku ovládat a sledovat z jednoho místa. Přechod na novou vizualizační techniku, vycházející z řady průmyslových počítačů APC v kombinaci s dotykovými operátorskými panely, obojí od společnosti B&R, již do značné míry přenáší tuto vizi do reality. K propojení je možné zvolit sběrnici Ethernet, a jestliže to bezpečnostní předpisy dovolují, lze stroje ovládat z jedné stanice.
Společnost Krones snížila počet různých typů používaných operátorských panelů a nyní využívá pouze tři varianty. Tím zajistila stejné vizualizační prostředí a jednotný, elegantní vzhled i jednotné postupy ovládání (obr. 1, obr. 2). Pracovník tak může pracovat jeden den u plnicího stroje a druhý den bez potíží přejít např. na etiketovací stroj. Tímto přístupem zákazník ušetří na školení obsluhy i vybavení.
Odborníci společnosti Krones ušetřili zákazníkům další prostředky tím, že nahradili zadávání hesel řešením s vestavěným rádiovým transpondérem. Náhodné změny hesel a s tím spojené bezpečnostní ohrožení jsou věcí minulosti.
Dalšími příležitostmi k úsporám jsou výměna nástrojů a údržba: průmyslové počítače řady APC mají dostatek výkonu a možnost rozšířit paměť, a lze do nich tedy integrovat asistenční programy pro údržbu a pro výměnu nástrojů a přípravků, např. při přechodu na jiný typ či velikost lahví. Programy jsou doplněny trojrozměrnými schématy a videosekvencemi.
Potenciál pro další rozvoj
Po několik let společnost Krones podrobně sledovala vývoj softwarových aplikací nahrazujících programovatelné automaty – soft-PLC. Technický pokrok je u průmyslových počítačů rychlejší než u klasických PLC. Velký výkon moderních průmyslových počítačů a téměř neomezená kapacita jejich paměti nabízejí velký prostor k inovacím. Milníkem na cestě k realizaci soft-PLC je oddělení displeje a počítače. Toto uspořádání má jasné výhody. Průmyslový počítač je nainstalován v chráněném prostředí rozváděče, nikoliv v prostoru za displejem, a výrobce stroje se tedy potýká s menšími omezeními z hlediska teploty, orientace při montáži a mechanické konstrukce krytu displeje. Pro firmu Krones je důležité, aby bylo možné provozovat počítač a vzdálený displej i při velkých vzdálenostech mezi nimi. Technika firmy B&R umožňuje provozovat displej vzdálený až čtyřicet metrů od počítače, aniž by bylo ovlivněno rozlišení nebo velikost displeje.
Dalším krokem ve vývoji je paralelní provoz vizualizace a řízení na jediném počítači. Počítače APC nezklamaly ani v tomto ohledu – jejich rezervy to bez potíží umožňují. Jádrem počítačů APC je procesor Intel Pentium M. Díky dvěma paticím pro paměti flash a volitelnému vyjímatelnému pevnému disku jsou počítače řady APC velmi flexibilní.
Široké spektrum využití
Vizualizační technika od firmy B&R bude implementována jako standard v celé společnosti Krones, a proto byla věnována zvláštní pozornost tomu, aby vyhovovala všem rozmanitým potřebám zákazníků. Například aseptické balení potravin za studena vyžaduje displeje bez ventilátorů, s hladkým povrchem a bez hran, na kterých by se mohly shromažďovat nečistoty. Panely od firmy B&R certifikované úřadem FDA tyto požadavky bez výhrad splňují.
Průmyslové počítače pracují i bez ventilátorů, a dokonce i bez rotačního pevného disku. Proto jsou extrémně odolné proti nárazům a vibracím. Dvě patice pro paměti flash byly pro společnost Krones také velmi důležité, protože to umožňuje vyvíjet řešení „na míru“: na jedné paměťové kartě je uložen operační systém, na druhé vizualizační aplikace. Tak je možné vizualizaci upravovat, popř. jí přidělit více paměti, aniž by byl nutný zásah do operačního systému.
Významným faktorem byla také kompatibilita s PLC různých výrobců, které jsou již použity v provozu. Většina moderních PLC má rozhraní pro Ethernet, a tato podmínka je tedy také splněna. Výhodou pro společnost Krones je to, že počítače APC mají dvě rozhraní Ethernet. Jedno se využívá jako průmyslová sběrnice a druhé pro spojení s nadřízenými úrovněmi řízení.
Závěr
S využitím vizualizační techniky od firmy B&R dokázala společnost Krones AG zvětšit rozsah implementací a položila základ pro další rozvoj a inovace. Kromě mnoha užitečných vlastností průmyslových počítačů řady APC a operátorských panelů byly klíčovými faktory při rozhodování pro techniku B&R dostupnost a vyzrálost výrobků. „Vidíme, že spolupráce společností Krones, CopaData a B&R slaví prokazatelné úspěchy,“ shrnul Stefan Ramsauer. „Rychlost odezvy a široká spolupráce nám umožnily zajistit hladký a bezproblémový přechod na novou vizualizační techniku.“
(B+R automatizace, spol. s r. o.)
Obr. 1. Elektronická plnička lahví Sensometic IVP
Obr. 2. Operátorský panel od firmy B+R v provedení pro společnost Krones
Krones AG
Společnost Krones AG (
http://www.krones.com/), sídlící poblíž německého Regensburgu, je jedním z nejúspěšnějších výrobců plnicích a balicích strojů na světě. V roce 2005 dosáhl obrat této mezinárodní společnosti téměř 1,7 miliardy eur. Obrat i zisk vzrostly již šestý rok po sobě. Klíčovými faktory úspěchu byly technický pokrok, expanze na nové trhy a vysoká kvalita výrobků.
Hlavními zákazníky společnosti Krones jsou pivovary a výrobci nápojů a společnosti podnikající v potravinářství, chemické výrobě, farmacii a výrobě kosmetiky. Ve výrobním programu Krones jsou zařízení na výrobu plastových lahví, přípravu, mytí a kontrolu obalů před stáčením, stáčecí a balicí stroje, etiketovací stroje a balicí a paletizační zařízení. Společnost se též zabývá vývojem informačních systémů pro potravinářský průmysl, ucelených výrobních systémů pro pivovarnictví a dodává lepidla pro etiketování a kartonáž.