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オプティマ・コントロール社はS88ソリューションで陳腐化の問題を解決

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課題

  • オプティマ・コントロール・ソリューションズ社は、老朽化したレシピ制御システムを最新のバッチ制御ソリューションに置き換える作業を担当した。

ソリューション

結果

  • 老朽化リスクの低減
  • ダウンタイムの削減
  • 迅速で簡単な移行
  • より堅牢な相互リンクされたネットワーク
  • サーバベースのソリューション

背景

老朽化への対処は多くの企業が直面する問題であり、堅牢なアクションプランの作成に失敗すると、ラインや機械の動作に影響を与えるだけでなく、品質レベルやブランドに悪影響を与える可能性のある好ましくない問題を引き起こす可能性があります。

老朽化の危険性は、英国の大手ビスケット製造メーカのミキシングプラントで早期に特定されました。古いハードウェアは、性能と故障の観点からその古さを示しているだけでなく、一部のスペアはもはやサポートされなくなっていました。

この問題に対処するため、ビスケット製造メーカは、英国に本拠を置くオプティマ・コントロール・ソリューションズ社のブラックバーンと協力した老朽化した旧式のシステムの製造業者であるロックウェル・オートメーションにアプローチしました。

オプティマ・コントロール・ソリューションズ社は、同様のアプリケーションでの総合的な経験と多数の類似のアップグレードプロジェクトを実施した経験、ロックウェル・オートメーションの製品およびソリューションの深い知識を持っているという事実に関連して実施しました。

課題

多くの同様の変換プロジェクトと同様に、ミキシングプラントでのダウンタイムは最小限に抑える必要がありました。つまり、オプティマ・コントロール・ソリューションズ社は、週末などのダウンタイム中にアップグレードプロジェクトを完了し、全体的なダウンタイムを削減し、実装リスクを最小限に抑え、アップグレード中に生産を再開する必要がある場合に運用ソリューションを提供する必要がありました。

これは、週末に新しいシステムで作業し、毎週日曜日の夜にシステムを切断し、主要な部品を取り外して、旧式のシステムが月曜日に再開できるようにすることで達成されました。また、システムインテグレータは、発注から納品、設置まで2カ月しかなかったため、迅速に対応する必要がありました。

また、ソリューションの時代も課題を作りだす要因となりました。エンジニアは制御システムを知っていて、オペレータは混合プロセスを知っていましたが、この結合された知識があっても、製造メーカのすべての目標を満たす完全な仕様を作成することは困難でした。これは、プラントのスタッフとの重要なやり取りによって克服され、すべての関係者のニーズを満たすソリューションになりました。

さらに、オプティマ・コントロール・ソリューションズ社はスタンドアロンソリューションを使用して問題を解決するだけではなく、コーディングおよびレシピ制御/配信システムに対処し、バッチサーバをベースとしたコンセプトに置き換える必要もありました。

最終的には、これは短期的な老朽化の問題に対処するだけでなく、ビスケット製造メーカに生産管理とレポート機能を強化する機能を提供します。データをバックアップすることもでき、将来のアップグレードに備えて、オペレータにとって使い慣れた外観と操作性を維持できます。

ソリューション

移行プログラムは、エンドユーザのプラントのかなりの部分に供給する、同じ場所に設置されていない3つの混合ラインで行なわれました。実際の混合ステーションでは、Allen-Bradley®のPLC-5® コントローラと老朽化したAllen Bradleyの1784-T30Cプラントフロアターミナルを、Allen-BradleyのControlLogix®プログラマブル・オートメーション・コントローラ(PAC)と最新ののサーバベースのバッチ管理ソリューションを利用するFactoryTalk® BatchクライアントがインストールされたSCADAシステムに置き換えて構成されました。

オプティマ・コントロール・ソリューションズ社のマーク・レーン氏によると、「システムの可用性を最大化するために、私たちはバッチサーバを備えた堅牢なファクトリレベルのネットワークの混合ラインのそれぞれにあるControlLogix PACを接続するEtherNet/IP™デバイス・レベル・リング(DLR)を設計して導入しました。

追加のバッチサーバはバックアップサーバとして構成されました。各混合ラインにはFactoryTalk® View Site Edition (SE)監視レベルのHMIソフトウェアが稼働するロックウェル・オートメーションのディスプレイ搭載型コンピュータがあり、ActiveXを介してアクセスされるバッチクライアントがあります。ローカルPCは、バッチサーバでレシピを選択して開始するために使用されます。次に、バッチは各成分の量と混合操作のシーケンスを指示します。」

さらに彼は続けます。「動作中、中央のサーバはレシピとバッチデータをコントローラにロードし、コントローラは混合プロセスを管理します。EtherNet/IPネットワークのおかげで、コネクテッドエンタープライズのソリューションは、ロギング、品質管理、および履歴分析のために、これらのプロセス固有のパラメータをサーバ(および会社のSAPシステム)に戻すことができます。別の相互リンクされたコントローラもバルク・フィード・ステムで使用されました。」

オプティマ・コントロール・ソリューションズ社は、機能的な設計仕様で要求されたようにS88規格に従ってバッチソリューションも導入しました。レシピはFactoryTalk® Batchソフトウェアから実行され、製品の製造に必要な操作はフェーズに分割して、機器モジュールに割当てられます。レシピの実行時には、複数のフェーズを異なるモジュールで同時に実行することができます。

使用されるレシピもS88の原則に従っており、各製品にはマスタレシピが必要です。マスタレシピは、許可された担当者のみが作成できます。これらのマスタレシピは、個々のバッチを作成するためのテンプレートとして機能します。バッチを作成するには、関連するマスタレシピから制御レシピを作成し、必要に応じて調整してバッチを作成できます。

オプティマ・コントロール・ソリューションズ社のエンジニアリングディレクタであるマーク・ターナー氏が次のように説明しています。「最初のシステムを開発したときの意図は、FactoryTalk Batchの機能を完全に活用して、各制御レシピのバッチ記録を作成し、作成時にバッチに関するタイムスタンプ付きのデフォルトおよびユーザ指定の情報を保存することでした。通常、これらのシステムでは、製品の混合ごとに新しいバッチが作成され、開始されます。」

ただし、お客様は混合の操作方法が異なります。お客様の要件は、レシピを選択し、バッチを作成して開始した後、オペレータがレシピを終了することを選択するまで、このバッチのレシピステップを継続的に繰返すことです。オプティマ・コントロール・ソリューションズ社は、FactoryTalk Batchソフトウェアを使用して、ビスケット製造メーカの最優先事項である同じワークフローを達成することができました。

「私たちにはこの種のアップグレードの重要な経験があり、この仕事にこの経験を取り入れることができました。変換プロセス自体は、ロックウェル・オートメーションが開発した移行ソリューションのおかげで非常に簡単になりました。これらには、ユーザが旧式のPLCソリューションから最新のAllen-Bradley®ControlLogix®コントローラに移行することを支援するために開発されたスイングアーム配線変換システムが含まれています。システムのテストと立上げは生産のニーズに合わせて数週間にわたって行なわれました。毎週土曜日の朝、PLC-5ラックを取り外し、ControlLogixラックとスイング・アーム・アダプタ・キットに交換しました。その後、日曜日の夕方にプロセスを逆転させ、PLC-5を制御したままにして、生産を継続できるようにしました。変換キットを使用すると、この切換えは45分未満で完了しました。」

ロックウェル・オートメーションのスイング・アーム・アダプタ・ソリューションがプロジェクトの移行を簡単にするだけではなく、変換モジュールのおかげで、既存の配線を再利用することでエラーが起こりにくくなります。また、迅速に移行することができ、1032I/Oモジュールスロットを備えたラックでは、ラック当たり10時間の範囲で時間を短縮できることも珍しくありません。

結果

より高性能なControlLogixコントローラと共にFactoryTalk Batchソフトウェアを実行している新しいサーバベースのバッチソリューションは、ビスケット製造メーカが必要とするものを正確に提供しました。これは、バッチ処理とレシピ制御手順についてのより深い洞察を与える将来性のある制御の概念です。

レーン氏は次のように説明します。「これは、差し迫った問題に対処するための「絆創膏」ではなく、お客様がより良いバッチ追跡とより一貫したバッチを提供する、拡張可能な将来性のあるソリューションでした。ビスケット製造メーカは、そのプロセスについて主要な処理ステップのすべてを表示するHMI画面によって優れた可視性を持てるようになっただけではなく、システムエラーによるダウンタイムを削減することもできます。包括的なデータ表示と、プラント全体を熟知できるようにすべてのミキサが視覚システムとレイアウトを使用するようになったことで、各バッチがどのように「機能」するかに関して、オペレータのエラーも削減されました。」

最新のプロセスソリューションへのアップグレードによって、エンドユーザには複数の利点があります。最初は、老朽化したハードウェアの障害により、損傷が発生するダウンタイムが起こる可能性のリスクが取り除かれます。また、最新のプロセスシステムに固有の追加機能とパフォーマンスへのアクセスも取得します。また、スループットが向上し、メンテナンスコストが削減され、セキュリティと品質が向上します。

生産性の向上は、コネクテッドエンタープライズの主要な基盤の1つであり、EtherNet/IPなどの最新のプロトコルを介して接続された最新のハードウェアにより、エンドユーザはこれを活用できます。この生産性の向上は、リアルタイムの情報へのアクセスによってもたらされます。この情報に基づいて、十分な情報に基づいた実用的な決定を下すことができます。

レーン氏は次のように結論付けています。「ロックウェル・オートメーションは、この場所の施設の標準です。また、バッチ処理に関しては、ロックウェル・オートメーションが最高の技術ソリューションを提供していると考えています。また、このアプリケーションの実装を支援するバッチの専門家と共に、技術的な能力も活用しました。」

Allen-Bradley, ControlLogix, FactoryTalk Batch, PanelView, PLC-5, Rockwell Automation, およびRockwell Softwareは、Rockwell Automation, Inc.の商標です。

*EtherNet/IPは、ODVA, Inc.の商標です。

Rockwell Automationに属していない商標は、それぞれの企業が所有しています。

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