Журнал «ИСУП» (Информатизация и системы управления в промышленности)
КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Система дозировок на заводе по производству чистящих средств

В статье представлено программное решение для управления дозировками на производстве чистящих средств. Гибкая система управления, построенная на базе ПО InBatch и System Platform, дает возможность быстро вносить изменения в существующие рецепты, а также разрабатывать и внедрять новые рецепты продуктов.

АО «Клинкманн СПб», г. Санкт-Петербург

WONDERWARE.jpg

Где реализовано

скачать pdf >>

Проект выполнен на предприятии ООО «Юнилевер Русь», г. Санкт-Петербург. Компания «Юнилевер Русь» – российское представительство нидерландской фирмы Unilever – одного из мировых лидеров на рынке пищевых продуктов и товаров бытовой химии, в том числе парфюмерии. В частности, концерну Unilever принадлежат такие известные на российском рынке бренды, как «Чистая линия», «Сиберика», Domestos и многие другие.

Одна из основополагающих ценностей Unilever – поддержка экологии. Занимаясь производством продукции в промышленных масштабах, добиться этого можно, только используя передовые современные технологии, развитие которых ведет к экономии ресурсов, оптимизации энергозатрат, снижению отходов производства и укреплению защиты окружающей среды.


Описание проекта

На заводе по производству бытовых чистящих средств Domestos и Cif, входящем в корпорацию Unilever, потребовалось осуществить унификацию интерфейсов управления техпроцессами, реализовать полноценный Batch-планировщик и отчетность. Термин Batch («порция, дозирование» – англ.) в данных отраслях промышленности используют для обозначения рецептурного производства.


Цели проекта и почему Wonderware

Перед разработчиками стояла задача создать и внедрить на предприятии программу рецептурного производства, где бы­ли бы прописаны условия, в которых может осуществляться каждая стадия (фа­за) рецепта, и предоставлялась возможность создавать новые рецепты, а также редактировать существующие, останавливать или пропускать любую фа­зу. Данная задача подразумевает реализацию сложных алгоритмов с контролем доступа.

Для создания такого ПО разработчики выбрали системную платформу Wonderware. Во‑первых, она предоставляет все инструменты для реализации единой и общей системы управления процессами производства обоих продуктов: и Domestos, и Cif. Во‑вторых, она обеспечивает удобную работу с базами данных. Так, с помощью модуля Batch History («История дозировок») теперь в работе легко пользоваться архивными данными варок. Также Wonderware позволяет обеспечить передачу всех данных АСУ в систему прослеживаемости – Traceability.


Результаты внедрения

Разработчикам ПО и интеграторам (компания ООО «Сайтек») удалось осуществить полную интеграцию систем управления Domestos и Cif с системами MES и Traceability производителя. Также бы­ли унифицированы средства интерфейса: вместо двух разных АРМ оператора (для АСУ Domestos и Cif) реализовано одно типовое рабочее место оператора. Кроме то­го, значительно упростилась работа с рецептами, которые теперь легко формировать и изменять. Весь ход варки хорошо прослеживается, обеспечена гибкость в управлении этим процессом.


Особенности и преимущества ПО

Система управления процессами производства Domestos и Cif, реализованная на ба­зе ПО InBatch и System Platform, предоставляет инженерам-технологам возможность быстро вносить изменения в существующие рецепты или разрабатывать новые рецепты продуктов. Производительность производства максимально увеличена благодаря многопоточному, многократному пакетному исполнению и возможностям автоматизации. При этом стоимость соответствия удалось снизить благодаря всеобъемлющей электронной записи дозировок, четкой структурированности материалов, журналу событий системы безопасности и большому набору отчетов. Рассмотрим особенности ПО, благодаря которым удалось реализовать указанные преимущества.

InBatch – это программное обеспечение для гибкого управления дозированием продуктов при рецептурном производстве, обеспечивающее моделирование и автоматизацию batch-процессов. Решение основано на модели «простое создание рецепта» в соответствии со стандартом ISA‑88. При этом в нем реализованы функции, выходящие за рамки данного стандарта, а именно – управление соединениями и передачей. Поскольку ПО построено на ба­зе системной платформы Wonderware, обеспечена хорошая масштабируемость – от одного узла до больших систем, эффективный контроль и управление процессами дозирования, в том числе контроль стандартных ручных операций.

Параметры безопасности и методы их реализации соответствуют требованиям отраслевого стандарта FDA CFR 21 Part 11. Имеется встроенная функция «горячего» резервирования. Поддерживается виртуализация с высокой доступностью и аварийным восстановлением.


Коммерческие преимущества

Внедрение системы позволило добиться важных коммерческих преимуществ. Удалось повысить информативность всей системы в целом, при этом добиться четкого распределения зон ответственности между персоналом. Одновременно требования к квалификации персонала снизились (то есть отпала потребность в привлечении дорогостоящих специалистов), а контроль качества готовой продукции повысился.

Система позволяет не только в автоматическом режиме приготовить любой продукт, но и значительно улучшить качество и планирование производственного цикла, что в будущем даст возможность стандартизировать рабочий процесс.

ПО InBatch смогло обеспечить высокую гибкость при быстром изменении процедуры рецепта без изменений в системе управления и составе материала, что очень важно для серийного производства.


Перенос функциональности с WinCC на Wonderware

Для того чтобы реализовать все требования заказчика и при этом оптимизировать затраты (в частности, обойтись без покупки дорогостоящего ПО), требуется перенести АСУ Domestos на верхний уровень АСУ Cif, который реализован на ПО Wonderware InBatch и System Platform (рис. 1).

Ris_1_small.jpg

Рис. 1. План-схема процесса (увеличить изображение)

Для выбора рецепта для процесса приготовления необходимо открыть экран Batch Schedule (рис. 2).

Ris_2_small.jpg

Рис. 2. Экран Batch Schedule (увеличить изображение)

SCADA содержит экран для управления дозировкой в рецептах (Batch), который состоит из следующих пунктов:
- задание рецепта;
- управление выполнением рецепта;
- контроль выполнения рецепта;
- отображение запросов и подтверждений;
- ввод данных рецепта.

Выбранный рецепт появится в по­ле задания (рис. 3), необходимо ввести номер заказа/варки и нажать кнопку Initialize Batch (запустить рецепт). Также можно задать режимы выполнения рецепта Automatic или Semi-Auto (автоматический, полуавтоматический соответственно). В полуавтоматическом режиме при запуске рецепта нужно будет подтверждать каждую фа­зу или пропускать ее выполнение.

Ris_3_small.jpg

Рис. 3. Экран Batch Schedule с выбранным рецептом (увеличить изображение)

После запуска рецепта необходимо перейти к экрану Batch Display, в котором осуществляется управление и контроль выполнения рецепта (рис. 4).

Ris_4_small.jpg

Рис. 4. Экран Batch Display (увеличить изображение)

Функции для управления рецептом:
- Batch Start – запуск рецепта;
- Batch Hold – приостановка рецепта; приостанавливает выполнение рецепта, при этом исполняемая фаза не переходит в режим приостановки или отмены;
- Batch Restart – перезапуск рецепта;
- Batch Abort – отмена рецепта;
- Phase Start – старт фазы;
- Phase Restart – рестарт фазы; при возникновении ошибки происходит остановка фа­зы, после устранения ошибки необходимо произвести перезапуск фа­зы для ее дальнейшего выполнения;
- Phase Hold – приостановка фа­зы; останавливает выполнение фазы, переводя все механизмы, участвующие в ней, в изначальное состояние;
- Phase Abort – отмена фазы; отменяет выполнение фазы и переходит к выполнению следующей по дереву рецепта;
- Phase Skip – пропуск фазы; не запуская, пропускает фазу и переходит к выполнению следующей по дереву рецепта;
- Set Mode – кнопка установки выбранного режима выполнения из выпадающего рядом списка; при нажатии на нее рецепт переходит в выбранный режим (автоматический, полуавтоматический);
- Acknowledge – кнопка подтверждения; необходима для подтверждения, например, запуска фа­зы, если рецепт находится в полуавтоматическом режиме;
- Change – кнопка изменения заданного количества продукта; при выполнении фазы есть возможность скорректировать этот параметр, введя новое значение в окне и нажав данную кнопку, после че­го заданное количество продукта изменится на введенное.


Заключение

В настоящее время программное обеспечение InBatch и System Platform использовано на процессах приготовления продуктов под торговыми марками Domestos, Cif и Glorix. В 2020 го­ду ПО InBatch и System Platform бы­ло установлено на процессе приготовления дезодорантов.

Опубликовано_в журнале ИСУП № 1(91)_2021

АО «Клинкманн СПб» – официальный дистрибьютор и центр компетенций AVEVA
(включая решения, которые ранее назывались Wonderware) в России,
тел.: 8 (800) 550-3636,
e‑mail: klinkmann@klinkmann.ru,
сайты: klinkmann.ru, wonderware.ru


Бюджетные новинки от STEGO 
Новые взрывозащищенные модели от 50 до 250 Вт
Термостаты и гигростаты 24-56 VDC
IP 55 кожух для вентиляторов
www.stego.de