hirdetés
hirdetés

Ipar 4.0 megoldások a nehéziparban

Digitális transzformáció a cementgyártásban

A cementgyárak a nehézipar oszlopos szereplői, ahol a digitalizáció már javában folyik. A Siemens a cementipar számára is frissítette digitális megoldásait, ezekbe pillantunk most be. 

hirdetés

Az intelligens folyamatirányítás és a digitalizáció segít megoldani a cementipar előtt álló kihívásokat, például a növekvő termelékenység, hatékonyság és az optimalizálás iránti igényt. A digitalizálási megoldások a cementgyártásban is nyersanyag- és energia megtakarítást tesznek lehetővé, valamint magasabb minőséget biztosítanak.

A cél, hogy a jövő cementgyára alacsonyabb működési költségek mellett magasabb eszközértéket érjen el, hatékonyabb erőforrás-felhasználás révén. Ezeket többek közt a prediktív karbantartás, az adatalapú döntések és a gyártási skálázhatóság teszik lehetővé, amelyeknek alapja a digitalizáció.

(Forrás: Siemens)
(Forrás: Siemens)

Adatok és valós idejű paraméterezés

A Siemens szakértői szerint a valós idejű, adatokon alapuló döntéshozatal válik a normává és a folyamatirányítás az ökoszisztéma változékonyságára képes automatikus kiigazításokat tenni, a beszerzéstől kezdve a gyártáson és a karbantartáson át a kiszállításig.

A digitális ikrek szimulálják a műveletekben résztvevő gépeket, optimalizálják a külső hatásokra létrejövő általános változékonyságot, a bonyolult folyamatoktól kezdve, mint amilyen az égetés, egészen a strukturáltabb tevékenységekig, mint amilyen például a karbantartás. A digitális iker egy eszköz, amely egy alrendszer vagy egy rendszer teljes és működőképes virtuális ábrázolására képes, egyesíti a berendezés felépítésének digitális szempontjait (PLM-adatok, tervezési modellek, gyártási adatok), a működtetés és karbantartás valós idejű aspektusait. A digitális iker lehetővé teszi a szimulációt, a diagnosztikát és az előrejelzést a termelésben és a gyártásban.

Kevesebb munkavállalónak kell folyamatosan a helyszínen tartózkodnia, és az interaktív online irányítópultok lehetővé teszik a vezetők számára, hogy távolról működjenek együtt, megoldják a problémákat, és gyorsan, megalapozott döntéseket hozzanak a csapat többi tagjával közösen. A karbantartó mérnököket figyelmeztetik a berendezések hibáira vagy a karbantartás lehetőségeire.

Összefűzött folyamat

A gyártástechnológiai folyamatok jellegüktől függően három csoportba sorolhatók: folyamatos-, diszkrét- és vegyes technológiák. A folyamatos technológia esetén a folyamat nem osztható időben ismétlődő részfolyamatokra. Az ilyen technológiák irányításánál a szabályozási feladatok a meghatározóak. Hasonló technológiai folyamatokkal találkozhatunk a vegyipar, az olajipar, a kohászat, a gyógyszeripar, az élelmiszeripar és a cementgyártás területén. Az előbbi besorolással magyarázható, hogy a gépipari termelésirányítást rendszerint gyártásirányításnak, míg a folyamatos technológiák irányítását folyamatirányításnak nevezik.

PLC-től a DCS-ig

Török Zsolt, a Siemens automatizálási szakértője, aki már 20 éve vesz részt cementipari modernizációban, elmondta, hogy „kezdetben a különböző folyamatokat irányító PLC-rendszerek autonóm módon működtek, nem volt visszacsatolás a folyamatirányítási rendszerre, így csak utólag lehetett korrigálni a folyamatokat. Megnőtt az igény az elmúlt években arra, hogy ezeket a különböző funkciókkal bíró rendszereket összekössék, a döntésekhez szükséges adatokat kinyerjék és egyszerűen megjelenítsék." A cementipar összes digitalizálási eszközének középpontjában a végpontok közötti automatizálás áll, amelyet a Siemens CEMAT folyamat-automatizálási rendszere szállít. Az automatizálási platform különlegessége, hogy lefedi a horizontális igényeket a kőtörőtől a szállításig, valamint a vertikális igényeket is a terepi eszközöktől kezdve a felügyeleti szintig. „A termelés digitalizációja, az egymással kommunikáló és integrált rendszereken keresztül minden felhasználó – a dolgozóktól a döntéshozókon át a beszállítókig – a megfelelő jogosultsággal férhet hozzá a tárolt adatokhoz.” – vázolta a folyamatautomatizálás lényegét a szakértő.

Az ipari irányítástechnikai rendszerek terén a PLC-SCADA rendszerek és a DCS rendszerek (Distributed Control System, osztott intelligenciájú folyamatirányító rendszer) vannak jelen. A SIEMENS a cementgyártás területén a DCS típusú rendszert használja, amelyet eredetileg bonyolult és általában veszélyes technológiák felügyeletére fejlesztették ki és ezeket az ismertetőjegyeket ma is magukon viselik. A SIMATIC DCS (PCS7) ipari automatizálási, folyamatirányítási rendszer a SIMATIC márkanév alatt futó, nagy sorozatban gyártott megoldás.

SIMATIC Totally Integrated Automation – Az egységes irányítástechnikai rendszer elemei:
SIMATIC kontrollerek (PLC-k): S7-400, S7-1200, S7-1500,Speciális periféria-modulok: FM (intelligens, speciális funkciókat megvalósító modulok), CP (kommunikációs processzorok), stb.
SIMATIC DP [decentrális /distributed/ perifériák, terepi buszon],
SIMATIC NET (ipari kommunikációs hálózatok),
SIMATIC HMI (ember-gép kapcsolat eszközei),
SIMATIC Industrial Software (ipari szoftver-eszközök),
SIMATIC Industrial PC (ipari PC-k és programozó készülékek),
SIMATIC PC-based Control (PC-alapú automatizálás),
SIMATIC PCS7 (komplex ipari folyamatirányító rendszer),
információtechnológiai eszközök,
a rendszerbe integrált Siemens terepi műszerek, villamos hajtások, kapcsoló készülékek, stb.
az egység kulcsa a szoftver (integrált paraméterezés/programozás, integrált adatbázis-kezelés, integrált kommunikáció).

(Forrás: Siemens)
(Forrás: Siemens)

Adatalapú döntés

A cementiparban a digitalizáció felé vezető út megalapozása az automatizálással kezdődik, amely során az összes adatot összegyűjtik egy szorosan összekapcsolt szenzor-és műszerhálózaton keresztül, valamint az integrált hajtásrendszerek felől. A digitalizálás csak szilárd automatizálási megoldással lehetséges. A SIMATIC PCS7-en alapuló CEMAT, a Siemens jól bevált folyamatirányító rendszere tökéletesen megfelel ennek a követelménynek. E rendszer lényegét röviden így foglalta össze Török Zsolt: „Olyan elosztott vezérlőrendszert kínálunk a SIMATIC PCS 7-en keresztül, amely folyamatirányító rendszer és PLC is egyben. Ez mindenképpen szükséges eszköz az adatalapú döntéshozatal létrejöttéhez. A SIMATIC PCS 7 összegyűjti az adatokat és trendeket; ezeket aktuálisan megjeleníti és megfelelő IT hálózati védelem mellett gyakorlatilag a külföldi anyavállalat oldaláról is monitorozhatóak a folyamatok –pl. működik-e a forgókemence, milyen leállások vannak, milyen megelőző karbantartásokra van szükség- valamint analizálni lehet a folyamatokat, majd ezt követően optimalizálni, amennyiben az szükséges.”

Ez azonban egy meglehetősen komplex rendszer kiépítését teszi szükségessé, hiszen a terepi szinten elhelyezkedő érzékelők és beavatkozók irányából érkező adatok először jellemzően a felsőbb szinten elhelyezkedő vezérlőkbe (PLC) futnak be első körben, majd onnan kerülnek tovább a felügyeleti rendszer (SCADA / DCS) felé.

(Forrás: Siemens)
(Forrás: Siemens)

Korábban itt volt vége a folyamatnak, azonban az egyre sokasodó igények hatására a digitalizáció térhódításának segítségével ma már ezen jócskán túlhaladtunk. Az elvárás ma már alapvetően az, hogy az ERP szinten is lehessen ezekből az adatokból különböző információkat kinyerni és annak hatására döntési folyamatokat elindítani például a vállalati top management részéről.

Ehhez viszont össze kell kapcsolni a két rendszert; amiben a Siemensnek szintén oroszlánrésze van, hiszen például a cementipar kapcsán úgynevezett MES rendszereket is szállítunk (ilyen például a több iparági területen is ismert Simatic IT), amelyek interfészként funkcionálva kovácsolják össze a teljes rendszert; ezzel biztosítva a teljes kohéziót.

Összefoglalva tehát elmondható az, hogy ma már gyakorlatilag nincs akadálya annak, hogy teljesen transzparens; minden érintett számára átlátható és releváns információkat szállítsunk le a rendszereinken keresztül ahhoz, hogy a végén a termelési folyamatok még inkább tökéletesedjenek és összességében hatékonyabbak legyenek.

Trapp Henci
a szerző cikkei

(forrás: Siemens)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés