Lösung
Das Migrationsprogramm sollte an drei nicht zusammenliegenden Mischlinien durchgeführt werden, welche einen bedeutenden Teil der Anlage des Endkunden versorgen. An den eigentlichen Mischstationen wurden die Allen-Bradley-Steuerungen PLC-5 und die alten Allen-Bradley-Terminals im Fertigungsbereich 1784-T30C durch die programmierbaren Automatisierungssteuerungen (PAC) ControlLogix von Allen-Bradley und SCADA-Systeme mit FactoryTalk-Batch-Clients ersetzt. Diese werden von einer modernen serverbasierten Batch-Management-Lösung gespeist.
Mark Lane von Optima Control Solutions erklärt: „Um die Systemverfügbarkeit zu maximieren, haben wir einen EtherNet/IP-Ring auf Geräteebene entwickelt und eingesetzt, der die ControlLogix-PAC auf jeder Mischlinie in einem robusten Netzwerk auf Werksebene mit dem Batch-Server verbindet.“ Ein zusätzlicher Batch-Server wurde als Backup-Server konfiguriert. Auf jeder Mischlinie befindet sich ein Computer von Rockwell Automation mit integriertem Display, auf dem die übergeordnete HMI-Software FactoryTalk View Site Edition (SE) mit integrierten Batch-Client-Komponenten installiert ist. Mit Hilfe der lokalen PCs lassen sich Rezepte auf dem Batch-Server auswählen und starten. Der Batch-Server gibt dann die Menge der einzelnen Zutaten und die Abfolge der Mischvorgänge vor.
„Im Betrieb lädt der zentrale Server das Rezept und die Chargen-Daten auf die Steuerungen, die dann den Mischprozess steuern“, führt Lane weiter aus. „Dank des EtherNet/IP-Netzwerks leitet die Connected-Enterprise-Lösung diese prozessspezifischen Parameter zur Protokollierung, Qualitätskontrolle und historischen Analyse zurück an die Server – und an das SAP-System. Eine weitere vernetzte Steuerung kommt zudem an der Teigzufuhr zum Einsatz.“
Optima Control Solutions implementierte die Batch-Lösung gemäß den S88-Standards, wie in den funktionalen Designvorschriften gefordert. Die FactoryTalk Batch-Software führt die Rezepte aus, teilt die Abläufe zur Produktherstellung in Phasen auf und ordnet diese Anlagenteilen zu. Bei der Ausführung eines Rezepts lassen sich mehrere Phasen auf verschiedenen Anlagenteilen gleichzeitig umsetzen.
Die verwendeten Rezepte entsprechen ebenfalls den S88-Standards, bei denen für jedes Produkt ein Master-Rezept erforderlich ist, das nur durch autorisiertes Personal erstellt werden kann. Diese Master-Rezepte dienen als Vorlagen zur Erstellung einzelner Chargen. Um eine Charge zu produzieren, wird ein Steuerrezept aus dem entsprechenden Master-Rezept erstellt und so angepasst, um die Charge wie erforderlich zu erstellen.
„Als wir das erste System entwickelt haben“, erläutert Mark Turner, Engineering Director bei Optima Control Solutions, „wollten wir die Funktionen von FactoryTalk-Batch vollständig ausschöpfen, um einen Chargen-Datensatz für jedes Steuerrezept zu erstellen und dabei standardmäßige und anwenderspezifische Informationen über die Charge bei deren Herstellung mit Zeitstempel zu speichern. Typischerweise wird bei diesen Systemen eine neue Charge erstellt und dann für jede Produktmischung gestartet.“ Jedoch läuft der Mischprozess bei dem Kunden anders ab. Entsprechend den Anforderungen des Kunden musste ein Rezept ausgewählt, eine Charge erstellt und gestartet sowie die Rezeptschritte in dieser Charge kontinuierlich wiederholt werden, bis der Bediener entscheidet, dass das Rezept beendet werden soll. Mit der FactoryTalk-Batch-Software konnte Optima Control Solutions den gleichen Arbeitsablauf umsetzen, was für den Gebäckhersteller oberste Priorität hatte.
„In diesem Bereich der Modernisierung verfügen wir über umfassende Erfahrung, die wir in das Projekt einbringen konnten. Die von Rockwell Automation entwickelte Migrationslösung hat den Umstellungsprozess erheblich und nachweisbar vereinfacht. Diese umfasst ein Wiring-Conversion-Schwingsystem, das entwickelt wurde, um den Anwender bei der Migration von veralteten SPS-Lösungen zu modernen Allen-Bradley-ControlLogix-Steuerungen zu unterstützen. Zur Anpassung des Systems an die Produktionsanforderungen hat dessen Prüfung und Inbetriebnahme an mehreren Wochenenden stattgefunden. Jeden Samstagmorgen haben wir das PLC5-Rack entfernt und es durch das ControlLogix-Rack und das Schwingarm-Adapter-Kit ersetzt. Am Sonntagabend sind wir dann umgekehrt vorgegangen und haben die PLC5 wieder angeschlossen, damit die Produktion weiterlaufen konnte. Mit dem Conversion-Kit war diese Umstellung in weniger als 45 Minuten abgeschlossen.“
Die Schwingarm-Adapterlösung von Rockwell Automation macht Migrationsprojekte nicht nur einfacher, sondern dank der Umstellungsmodule und durch die Wiederverwendung der bestehenden Verdrahtung auch weniger fehleranfällig. Diese Lösung ist außerdem schneller: In einem Rack mit zehn 32-E/A-Modulsteckplätzen sind Einsparungen im Bereich von 10 Stunden pro Rack keine Seltenheit.
