Nelson Pine combina controllo e sicurezza per ridurre i fermi macchina

Nelson Pine combina controllo e sicurezza

Sfida

  • Eseguire l'aggiornamento dei sistemi di controllo e sicurezza a un sistema integrato conforme agli standard di sicurezza e ridurre al minimo i tempi di fermo

Soluzioni

Risultati

  • Conformità agli standard di sicurezza – Conformità alle normative EN ISO 13849 riadattata all'impianto
  • Controllo delle zone di sicurezza – Sicurezza integrata che consente di arrestare l'impianto in una zona mentre l'altra è in funzione
  • Interruttori di blocco protezione più recenti con identificazione a radiofrequenza per il controllo e il monitoraggio delle zone
  • Sistema connesso integrato – EtherNet/IP™ utilizzato per collegare i DLR e ridurre il tempo di installazione e il cablaggio
  • Tempi di fermo macchina ridotti al minimo – GuardLogix ha consentito di modificare rapidamente le apparecchiature e di eseguire l'integrazione senza interruzioni, garantendo notevoli vantaggi produttivi

Rockwell Automation aiuta Nelson Pine a integrare controllo e sicurezza con minimo impatto sulla produzione

La regione di Nelson-Marlborough è una delle aree forestali più importanti della Nuova Zelanda, con il 16% dell'area a terreno produttivo convertito in foreste destinate alla produzione.Nelson Pine Industries è in grado di lavorare un milione di metri cubi all'anno o il 40% della raccolta annuale della regione.

L'azienda produce GoldenEdge MDF (Medium Density Fibreboard, pannelli di fibre a media densità) e NelsonPine LVL (Laminated Veneer Lumber, laminato di legno impiallacciato) dal pino di radiata coltivato nei vivai forestali di Nelson, in Nuova Zelanda.

Nelson Pine Industries è diventato uno dei più grandi produttori di MDF al mondo, mentre NelsonPine LVL ha conquistato una posizione di nicchia nel settore delle costruzioni in Nuova Zelanda e nei mercati offshore.Vanta un'ottima reputazione per l'uniformità e la qualità dei prodotti, la gestione sostenibile delle risorse del legno, le pratiche a ridotto impatto ambientale e la ricerca orientata al mercato per lo sviluppo del prodotto e della produzione.

Le tecnologie di trasformazione dei prodotti forestali hanno recentemente sperimentato straordinari progressi ottenendo miglioramenti in termini di qualità, tassi di recupero e sicurezza.Nelson Pine si impegna a mantenere la conformità agli standard di sicurezza in evoluzione e ad adottare le tecnologie di controllo e sicurezza più recenti.Poiché gli standard di sicurezza continuavano ad aumentare, la necessità di un aggiornamento presso l'impianto risultava evidente.Nelson Pine si è rivolto a Rockwell Automation per sviluppare una soluzione che integrasse il controllo e la sicurezza, riducendo al minimo i tempi di fermo della produzione.

Nelson-Marlborough

La sicurezza al primo posto

In un impianto attivo 24 ore al giorno sette giorni alla settimana, il controllo e la sicurezza sono di fondamentale importanza.Secondo Ian Craw, progettista di automazione presso Nelson Pine Industries, “L'impianto sta invecchiando.Per aggiornare la segheria, abbiamo deciso di iniziare dal sistema di controllo centrale per trarre vantaggio dai progressi tecnologici e soddisfare gli attuali standard di sicurezza”.

La segheria è una grande parte del sito in cui i tronchi vengono scaricati dai camion per la lavorazione.Due gru a scorrimento e una scortecciatrice a tamburo gestiscono 300 tonnellate di tronchi all'ora.Il controllo e la sicurezza sono di importanza fondamentale nella segheria, pertanto la prima fase dell'aggiornamento ha comportato la sostituzione della piattaforma hardware PLC-5® esistente con un sistema di sicurezza integrato GuardLogix®.

Secondo Sean Doherty, account manager di Rockwell Automation, “GuardLogix offre i vantaggi dei sistemi ControlLogix® standard, ma include anche funzioni di sicurezza che supportano le applicazioni di sicurezza di categoria 4/PLe.GuardLogix offre inoltre sicurezza integrata, discrete motion, controllo dei processi e azionamento”.

“Nelson Pine ha adottato un approccio particolarmente innovativo.Spesso vediamo i sistemi di sicurezza fissati sui sistemi di controllo, che possono soddisfare i requisiti di sicurezza, ma influiscono su altri obiettivi aziendali, quali i ritmi di produzione e i tempi di fermo.Questo tipo di soluzione è stata scartata subito nelle discussioni con Nelson Pine."

Per consentire il controllo di zona, l'edificio della segheria è stato suddiviso in due zone geografiche di sicurezza, utilizzando alcuni degli interruttori di blocco protezione di sicurezza più recenti con tecnologia di identificazione a radiofrequenza per il controllo e il monitoraggio delle zone.

La prima zona di sicurezza integra una scortecciatrice a tamburo di grandi dimensioni, che ruota i tronchi, rimuovendo la corteccia prima che entrino nella cippatrice.I convertitori di frequenza a velocità variabile obsoleti sono stati sostituiti con otto convertitori di frequenza PowerFlex® 753 da 90 kW in una configurazione master/slave.Ricevono il riferimento di velocità/coppia tramite l'anello a livello di dispositivo e raggiungono una categoria di arresto 0, (tramite Safe Torque-off) fino a Cat3/PLd.

“La sicurezza integrata fornita dal controllo di zona consente all'impianto di disattivare una zona mentre l'altra continua a funzionare normalmente, garantendo migliori ritmi di produzione.L'obiettivo è zero danni, ma volevamo anche minimizzare l'impatto sui programmi di produzione, pertanto abbiamo suggerito una soluzione che contribuisse a raggiungere questo obiettivo”, afferma Doherty.

La seconda zona di sicurezza integra il controllo sicuro della velocità del motore della cippatrice principale da 1,8 MW e il monitoraggio sicuro della posizione dell'interruttore automatico del motore da 11 kV per verificare che il lockout/tagout sia stato eseguito prima di concedere l'accesso all'area di pericolo.

“Durante l'aggiornamento delle macchine, la priorità era soddisfare gli standard di sicurezza correnti.Stiamo ponendo le basi per garantire la conformità alla norma sulla sicurezza delle macchine, EN ISO 13849, con l'obiettivo di raggiungere la categoria PLd in gran parte del sito nei prossimi anni”, afferma Craw.

Connettività e visibilità

Poiché vi sono molte centinaia di metri tra le diverse parti del sito, è stata utilizzata una rete EtherNet/IP™ per ridurre sia la quantità di cablaggio richiesta sia i tempi di installazione, con la fibra posata nei tratti più lunghi.

L'integrazione completa del sistema di controllo e di sicurezza è stata raggiunta grazie agli anelli a livello di dispositivo (device level ring), poiché la topologia ad anello garantisce elevata disponibilità della rete di sicurezza con alta resilienza.Sono stati utilizzati diversi anelli a livello di dispositivo nelle varie parti del sito collegati ai dispositivi di sicurezza sul campo per ritrasmettere le informazioni a un processore di sicurezza centralizzato che controlla i diversi processi.

“Uno degli enormi vantaggi della soluzione è poter avere la visibilità in remoto.Utilizziamo PanelView™ Plus come interfaccia operatore per l'individuazione dei guasti e il monitoraggio delle macchine sul campo.Nel sistema precedente dovevamo utilizzare più sistemi software per diagnosticare un problema, ma ora sia il codice di controllo che quello di sicurezza sono facilmente accessibili e visibili attraverso ControlLogix”, afferma Craw.

Oltre ai convertitori di frequenza PowerFlex 753, utilizzati sul sito, Nelson Pine impiega anche i convertitori di frequenza PowerFlex 525 con funzionalità Safe Torque-off ed Ethernet, con conseguente riduzione del tempo di messa in servizio e di ricerca dei guasti.

Plug-and-Play

Secondo Craw, “Il vantaggio derivante dall'utilizzo di GuardLogix è la possibilità di modificare il codice senza interruzioni.Secondo il mio punto di vista, la riduzione dei tempi di fermo della produzione durante la messa in servizio è stato un risultato fondamentale perché diversi aspetti dell'impianto sono in funzione 24 ore al giorno, sette giorni alla settimana, quasi ogni giorno dell'anno”.

"I macchinari della segheria operano 24 ore al giorno, pertanto una volta messo in funzione GuardLogix, siamo stati in grado di aggiungere le apparecchiature e di modificare rapidamente il codice di sicurezza, con conseguenti notevoli vantaggi produttivi”, afferma.

Nelson Pine ha utilizzato lo strumento Safety Automation Builder per agevolare la pianificazione dei sistemi di sicurezza e raggiungere il livello prestazionale di sicurezza richiesto.Questo strumento sfrutta l'offerta più completa di prodotti di sicurezza del settore, utilizzando best practice ampiamente accettate per aiutare le aziende a creare una soluzione di sicurezza completa.

“Tutti ripetono da anni che il controllo e l'integrazione del sistema diventeranno sempre più plug-and-play, ma ora ControlLogix li sta davvero portando a questo livello”, afferma Craw.

Leader mondiale nella lavorazione del legno

Nelson Pine Industries ha adottato processi produttivi sicuri ed ecologici.Come risultato del successo della nuova soluzione di controllo e sicurezza nella segheria, Nelson Pine progetta di implementare la soluzione in tutto l'impianto.

“In ultima analisi, ho utilizzato altre apparecchiature di sicurezza in precedenza e, poiché queste sono incentrate esclusivamente sulla sicurezza, risulta difficile considerare un contesto più ampio.Il nostro impianto prevede innumerevoli ingressi/uscite di sicurezza e molti altri sistemi non sono costruiti per questo tipo di scala”, afferma Craw.

“Rockwell Automation ha realmente collaborato con noi fornendo un valido supporto e la conoscenza delle applicazioni, che ci hanno consentito di adattare la sicurezza nell'impianto esistente.Non solo abbiamo raggiunto un livello prestazionale adeguato in modo relativamente facile, ma abbiamo anche ridotto al minimo i tempi di fermo della produzione, fattore di fondamentale importanza per il nostro impianto”, afferma.

I risultati sopra descritti sono specifici per Nelson Pine Industries in seguito all'utilizzo di prodotti e servizi di Rockwell Automation assieme ad altri prodotti.I risultati possono variare per altri clienti.