PlantPAx DCSを高レベルのプロセス制御システムとして、「スマートファクトリ」を実現

PlantPAx DCSはリアルタイムの透明性を提供

課題

  • わずか1年の期限内に、高可用性と非常に強力なバッチプラントを建設して立上げ
  • 特別な電子計量システムやバーコードリーダなどの外部システムの接続
  • 完全冗長システムのセットアップ

ソリューション

結果

  • 分野をまたいだソリューション
  • 統合
  • 外部システムの簡単で素早い導入
  • 高可用性
  • シンプルなスケーラビリティ

PlantPAx DCSによって、ZIPPEバッチプラントの診断およびエンジニアリングしやすい操作が可能に

国際的なガラス産業の中では、ZIPPEはバッチおよびカレット(再溶解用のくずガラス)プラントの選択肢の連絡先として有名です。第4世代のオーナが運営する同社は1920年に設立され、計画から立上げまで、1つのソースからすべてを提供しています。45名の経験豊富な人材が、ZIPPEにおける最新の高性能オートメーションおよび制御システムの実現を担当しています。

「私たちの業界では、 正常に完了した参照プロジェクトが注文をとれるかどうかを決定する要因となることがよくあります。したがって、高レベルの可用性を持ち、効率的で操作が簡単なシステムを提供することが不可欠となります」と、適切なハードウェアおよびソフトウェアソリューションを選択することに大きな価値を置いているヨアヒム・ウルリッヒ部門長が述べています。

ガラス製造プラントは、通常は、中断することなく10年から12年間稼働し続けます。プラントが24時間のうち16時間稼働させる「だけ」でも、さらに長いシャットダウン期間はまだ選択できません。

「最大3時間は、生産を継続しなければなりません」とヨアヒム・ウルリッヒ氏は述べ、特にZIPPEプラントは生産システム全体の中心(ガラス溶融炉)に直接接続されているため、確実に機能するシステムはガラス産業の主要要件の1つであると説明します。

電気工学およびプロセスオートメーション部門の責任者は次のように述べています。「私たちはこのステップの前に、原料の配達から彼らの適量および重量を量ることまでの、しなければならないすべてに注意を払っています。場合によっては正確なグラム数を測るための精密さを要求します。」

ほぼ100年にわたる企業の歴史の中で、合計約600のバッチプラントと1,000を超えるカレットプラントが、お客様の要求に従ってZIPPEによって設計され、導入されてきました。

課題

ZIPPEは、幅広いスキルで世界的に有名です。連続運転中に既存プラントを最新化する能力は、ヴェルトハイムを拠点とする会社の大きな強みの1つです。最終顧客が想定するものを正確に提供するプラント設計は、もう1つの「自慢料理」です。

フランスでの 「グリーンフィールドプロジェクト」の過程で、ZIPPEは機械式コンベア技術とカレット返却システムを備えたバッチプラントを納入する契約を結びました。このプロジェクトの実行に関しては、以下の要件を満たす必要がありました。プラントは16時間で合計130トンの混合物を2つの炉を供給するように設計する必要があります。

外部予備金が求められ、施設は3つの異なるタイプの供給(ビッグバッグ充填、サイロトラックによる充填、および機械的なローディング)を許可しなければなりません。プラントは1年以内に建てられ、最終顧客の最高の満足度で稼動しなければなりませんでした。

大事なことを言い忘れていましたが 、より高水準のプロセス制御システムとしてPlantPAx DCSを利用することが求められました。これにより、工場全体のすべての運用およびモニタシステムの外観と操作性を統一されます。

ソリューション

PlantPAxシステムは、信頼性の高い24時間運用が必須要件となっている機密性の高いアプリケーション向けであることが事実上決定しています。これは、このプロセス制御ソリューションがシステムコンポーネントの冗長性を介した高レベルの可用性を保証するだけではなく、EtherNet/IPネットワークのデバイス・レベル・リング(DLR)トポロジによっても保証されるという事実によるものです。

ヨアヒム・ウルリッヒ氏は次のように述べています。「PlantPAxの大きな利点は、異なる分野にまたがって機能し、異なるエリア(例えば、連続炉制御およびバッチプラント)を、1つのジョイントネットワークにまとめることができることです。また、計量用の電子システムやバーコードリーダなどの異なるプロトコルで実際に通信するデバイスも、より高いレベルのプロセス制御システムに簡単に統合できます。」ZIPPEは、機械的な機器、コンベアベルト、フィードユニット、モータ、ウォームドライブ、大型の4,000リットルミキサ、および制御キャビネットを含むオートメーションテクノロジ全体を備えた、バッチプラント全体をたった1年で、完全に稼動させることを可能にしたエンジニアリングしやすいソリューションについて目に見えて満足しています。

ZIPPEは最新の高性能オートメーションおよび制御システムを供給します。

ZIPPEの電気工学およびプロセスオートメーション部門の責任者は次のように述べています。「私たちが注文した直後に、ロックウェル・オートメーションはそこにいて、適切なコンポーネントの選択とプラントネットワークの設計について積極的にサポートしてくれました。最終顧客は私たちが一緒に実現したことに非常に満足しています。」特に十分な準備が計画されて、システムに含まれていたことについて満足しています。

PlantPAxに追加の原材料計量システムを統合するための最初の小規模な拡張は、すでに実装されています。

結果

予備炉サイロ、つまりガラス溶融炉の上流のサイロは、特定のスレッショルド(閾値)がバッチプラントにある場合、完全に自動化された方法で補給を要求します。砂、ソーダ、チョークの供給は一般的にガラスの製造に見られる最も重要な成分の1つであり、100%レシピに従わなければなりません。

ZIPPEバッチプラントでは、場合によっては正確な精度で、他の成分も計量する必要があります。「私たちのお客様の一人一人すべてが特別で秘密のレシピ、つまり、どの混合率で原材料がガラスに含まれているか、を持っています。重要なことは、個々の成分が最も正確にそして一定期間内に計量されることです。

これにより、例えば、新しいバッチを4分ごとに作成することができます」と、ヨアヒム・ウルリッヒ氏は説明します。したがって、プレ炉サイロの「呼出し信号」に加えて、計量容器の重量信号は、PlantPAx分散制御システムによって処理される最も重要な情報の1つです。

さらに、この高度なインテリジェンスにより、サイロが正しくロードされていることを確認できます。「技術的な助けを借りて、私たちは、例えば、砂がソーダサイロに行くことを排除します。納入された原材料のバーコードをスキャンすることによって、制御システムは正しい経路を設定します。間違った選択はできなくなりました」と、ZIPPEの部門責任者が強調し、最終ユーザがエラーを防ぐのに役立つ貴重な機能であることを強調しています。

また、PlantPAx DCSは可変周波数ドライブのモニタに関しては非常にユーザフレンドリであることを示しています。ドライブはアイコンおよびフェイスプレートによって視覚化ステーションに表示され、資産管理レベルで管理されます。

さらに、災害復旧機能によって、システムは自動的にドライブ構成のバックアップと復旧、および変更のロギングを行なうことができます。豊富な診断情報がHMIレベルでユーザに直接配信されます。

「PlantPAxプロセスライブラリには、すぐに使える制御および診断オブジェクトが含まれています。これによって、生産工程全体を簡単にモニタできるようになります。シームレスなEtherNet/IPネットワーク構造のおかげで、技術者は、個別の変数や現在の信号のステータスを取得するために可変周波数ドライブまで直行することができます」と、診断とメンテナンスのためのPlantPAxフェイスプレートの利点についてヨアヒム・ウルリッヒ氏が語っています。アラーム表示とパラメータ表示も、プロセスライブラリによって簡単になりました。

PlantPAxをより高いレベルのプロセス制御システムとして使うことで、茶色のガラス瓶とアンプルを製造するための最新の「スマートファクトリ」がフランスで建造されました。

EtherNet/IPを介してインテリジェントかつ冗長的にネットワーク化されており、現在実行中の生産工程すべてにリアルタイムの可視性を提供します。簡単に拡張することができ、幅広い接続オプションがあります。PlantPAxのおかげで、すべての動作ステーションは視覚化のために統一された外観と操作性と、標準化されたアイコンを表示します。

この参照プロジェクトは予定通りに稼働しています。ZIPPEの電気工学およびプロセスオートメーション部門の責任者は次のように説明します。「一般的に、私たちのお客様ができるだけ早く私たちが供給すたプラントを使い始めることができるようにしたいのです。そのため、会社を出る前にすべての制御システムを詳細にテストしています。私たちは仮想生産データを処理し、異なるレシピを入力し、数千ものバッチを生産し、例えば、あいまいさやエラーを防ぐために毎月の生産全体をシミュレーションします。」

PlantPAxはこれらのテストに合格し、非常に優れた結果をもたらしました。そのため、ヨアヒム・ウルリッヒ氏がZIPPのバッチおよびカレットプラントでこのプロセス・オートメーション・ソリューションをますます活用しようと考えていることは不思議ではありません。

 

Allen-BradleyおよびPlantPAxは、Rockwell Automation Inc.の商標です。

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