Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Automatizace lakovny autobusových karoserií
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.
Nomenklatura: Automatizace, regulace

Automatizace lakovny autobusových karoserií

Jedna z nejmodernějších lakoven autobusů v Evropě byla v roce 2001 dokončena v Karose Vysoké Mýto. V následujícím článku přinášíme popis řešení automatizačního systému celé lakovny, ktarý je ukázkou komplexního přístupu s využitím všech dostupných rysů technologií TIA.

Rozsah automatizačního systému

Automatizační systém byl realizován firmou Compas Automatizace, s. r. o., ze Žďáru nad Sázavou. Tato aplikace je ukázkou komplexního přístupu s využitím všech dostupných rysů technologií TIA (Totally Integrated Automation) firmy Siemens. Tyto metody využívají principy nasazení standardních průmyslových sítí (Profibus, Industrial Ethernet) ve spojení s průmyslovými automaty Siemens a automatizačními komponenty od jiných výrobců. Automatizační systém lakovny tvoří veškerá elektrozařízení použitých technologií od čidel a akčních členů, kabeláží a elektrorozvoden, a dále distribuovaný průmyslový řídicí systém, který umožňuje ovládání a řízení všech elektrozařízení a tím i celé technologie a realizuje plně automatické výrobní operace.
Základním úkolem bylo automatizovat hlavní technologické skupiny provozu lakovny. Dále bylo třeba vyřešit úlohu propojení jednotlivých řídících systémů pro dílčí skupiny technologie formou komunikace. Tato komunikace měla řešit předávání stavových a řídících informací mezi jednotlivými skupinami. Vedle realizace automatizace pro jednotlivé skupiny bylo úkolem projektu řešit i řízení transportního systému pro přesuny skeletu mezi jednotlivými technologickými pracovišti.
V neposlední řadě bylo vyžadováno i řešení centrálního sběru a archivace podstatných provozních veličin formou historických trendů a poruchových hlášení v jednotlivých systémech. Toto řešení zahrnovalo i možnosti prezentace uložených dat resp. nalezení případných poruchových stavů v případě zpětné detekce a analýzy poruchových stavů v provozu lakovny.
Jako ve všech sériových výrobách byla požadována maximální spolehlivost automatizačního systému a minimalizace výpadků s případnou možností řešit problémy ve velmi krátkém čase za použití dálkové správy automatizačního systému dodavatelem. Vzhledem k rozsáhlosti projektu byl také kladen důraz na rychlost přenosu informací o případných poruchách v provozu na zaměstnance údržby pomocí technologie GSM. Vedle technologické rozsáhlosti kladl projekt i velké nároky na požadovanou koordinaci dílčích subdodavatelů jednotlivých technologických celků a to nejen tuzemských.

Technologie lakovny

Celá technologie je dispozičně umístěna v jedné velké hale, kde ve více úrovních podlaží probíhají jak jednotlivé operace, tak přesuny skeletů. Výroba je členěna do jednotlivých technologických skupin se samostatným řízením. Přesuny mezi jednotlivými skupinami jsou řešeny transportním systémem vytvářeným hlavně dopravníky.
Karoserie autobusu při lakování postupně prochází jednotlivými technologickými skupinami od pracoviště číslo 1 - Předúprava přes č. 2 - Katoforéza až po cílové č.11 - Chlazení po lakování. Firma Compas realizovala automatizaci ve skupinách, které jsou v obrázku označeny modrou barvou. Zbývající technologické skupiny byly řešeny lokální automatizací vestavěnou do těchto zařízení specializovanými výrobci těchto technologií. Dále jsme realizovali systém pro výměnu dat mezi jednotlivými skupinami a archivaci trendů resp. poruchových hlášení z celého provozu.

Řešení automatizace lakovny

Jak je zřejmé úloha byla velmi rozsáhlá a proto bylo s výhodou využito řešení pomocí distribuovaného řízení a propojení přes standardní průmyslové sítě. Výhoda tohoto řešení spočívá v možnosti rychlejšího vývoje a oživení jednotlivých skupin a zjednodušení práce pro údržbu, protože jednotlivé řídící programy jsou přehledné a kompaktní a dále ve snížení rizika poruchovosti celého provozu. Případné výpadky na jednotlivých skupinách také krátkodobě neovlivní provoz ve skupinách jiných. Významnou měrou jsou dále redukovány náklady na montážní materiál a dobu vlastní montáže kabelových rozvodů.
Koncept je vystavěn na komponentech Siemens TIA, tedy transparentní logické řízení ve skupinách s definovanými stavovými a řídícími rozhraními směrem ke skupinám návazným. Jako hlavní distributor a řídící uzel pro koordinaci datových přesunů je využita moderní technologie integrované karty s PLC (Programmable logic controller) vestavěná do PC. Datová výměna probíhá přes průmyslovou sběrnici Profibus, která je svými parametry garantem spolehlivosti v průmyslovém prostředí.
K řízení procesu bylo využito standardních prostředků a vývojových prostředí firmy Siemens. Pro řízení procesů jsou použity řídící centrály (PLC) řady S7 300, naprogramované ve vývojovém prostředí STEP7. Ovládání a vizualizace jednotlivých procesů je řešena operačními panely OP7, OP17 a OP27 opět od firmy Siemens, naprogramovány ve vývojovém prostředí ProTool. Tyto prostředky umožňují v provozu sledovat aktuální stavy, modifikovat výrobní parametry a kromě toho obsahují systém poruchových hlášení pro detekci a odstraňování poruch v provozu.
Vizualizace celé lakovny a archivace historických dat, včetně zobrazování poruchových hlášení a průběhu trendů, je řešena pomocí systému WinCC, který je rovněž produktem Siemens. Systém WinCC patří výkonnostně v kategorii SCADA systémů a skýtá široké možnosti spolupráce s prostředky nadřazených databází, internetem a další. Pracoviště vedle toho umožňuje sestavy dat tisknout na připojené tiskárně. Dále je zde napojen i systém pro informování údržby o případných poruchách prostřednictvím přenosu SMS zpráv, pomocí sítí GSM.
Díky totálnímu propojení všech PLC je možné přes TS adaptér provádět dálkovou správu (opravu programu, změnu dat...) přes telefonické spojení, na všech skupinách. To výrazně snižuje případné prostoje spojené s výpadkem, či chybou v řízení.
Vlastní PLC pro řízení jednotlivých skupin mají, vedle propojení s ostatními skupinami, svoje lokální sběrnice pro řízení svých separátních funkcí - připojení frekvenčních měničů (Profibus), hardwarové PID regulátory (Modbus), operační panely (MPI).

Závěr

Automatizovná lakovny ve Vysokém Mýtě je již více než rok v nepřetržitém provozu. Firma Compas Automatizace jako dodavatel poskytuje zákazníkovi, na základě servisní smlouvy, i tzv. poradenskou službu formou "hotline". To je telefonní číslo, na které se mohou pracovníci údržby obracet 24h denně v případě problémů s řídícím systémem, které nejsou schopni zvládnout vlastními silami. Odborný pracovník dodavatele diagnostikuje závadu a popř. se dostaví na lakovnu, kde daný problém odstraní. Pracovníci Compasu se mohou pomocí software Siemens - Teleservice připojit také dálkově na sběrnici Profibus v lakovně, odkud mají po kontrole příslušného oprávnění vstupu do systému přístup do celého řídicího systému lakovny. Toho lze využít pro diagnostiku vzniklých problémů, popř. jejich odstranění.
Z řešení řídicího systému, koncipovaného a realizovaného firmou Compas Automatizace, plynou následující výhody:
  • kvalitní realizace komplexního automatizačního systému, který je proveden českým dodavatelem, s jednotným systémem dokumentace a zaškolení obslužného personálu a údržby v českém jazyce;
  • koordinace jednotlivých dodavatelů dílčích zařízení do jednotného automatizačního systému;
  • pomocí vyhodnocování historických dat je možné optimalizovat výrobní proces, upravit technologické parametry, případně vyhodnocovat stabilitu veličin v čase;
  • veškerou komunikaci mezi jednotlivými řídicími systémy PLC, včetně PLC řízených jinými firmami, realizovala jedna firma, vybavená prostředky a znalostmi pro diagnostiku a údržbu průmyslových sítí. Je tedy v silách dodavatele případné poruchy rychle diagnostikovat, detekovat a odstranit;
  • pomocí dálkové správy mají pracovníci dodavatele možnost připojit se kdykoliv on-line, z kteréhokoliv místa pomocí telefonní linky na řídicí systém lakovny;
  • údržba je vyrozuměna pomocí SMS o důležitých poruchách, takže na ně může včas reagovat a snižovat tak prostoje ve výrobě a zajišťovat nejvyšší využitelnost drahé technologie;
  • dlouhodobá technická a servisní podpora v rámci celého životního cyklu řešení.
  • Ing. Zbyněk Bezchleba

    Další články

    Automatizace, regulace

    Komentáře

    Nebyly nalezeny žádné příspěvky

    Sledujte nás na sociálních sítích: