Monitorowanie oraz archiwizacja danych produkcyjnych - Biocel Paskov a.s.

1. Podstawowe funkcje systemu

- System monitoruje działanie linii do produkcji celulozy:

- Identyfikuje ruch i stan beli na linii pakującej w czasie rzeczywistym

- Przypisuje wagę do każdej beli

- Zapewnia poprawny nadruk danych produkcyjnych na każdą belę

- Zapewnia dokładne ewidencjonowanie ilości wyprodukowanych i wyekspedowanych pakietów

- Umożliwia "ręczną" korektę wybranych danych produkcyjnych przez osobę uprawnioną (odebranie / dodanie beli do pakietu, itd.).

- Umożliwia wkładanie parametrów jakości produktów: celuloza, drożdże i lignosulfonany

- Archiwizuje wszystkie ważne dane systemu do bazy danych Oracle

- Przekazuje dane o produkcji i jakości do ERP systemu informacyjnego SAP

System jest użytkowany niezależnie od pozostałych systemów (Damatic, Biomill, itd.). Wszystkie informacje wejściowe (np. o położeniu beli) system pozyskuje z technologii niezależnie od pozostałych systemów.

2. Opis systemu

System składa się z 3 poziomów:

1. Procesowa: - pobieranie informacji o ruchu beli i stanie linii pakującej

2. Serwerowa: - komunikacja z poziomem procesowym (Simatic)

- komunikacja z systemem nadruku

- odczyt danych z systemu ważenia

- opracowanie danych o jakości wyrobów

- opracowanie i archiwizacja danych technologicznych

- udostępnianie danych dla wizualizacyjnych PC

- przekazywanie danych do systemu informacyjnego SAP

3. Wizualizacja: - monitorowanie technologii (stan bieżący lub historia)

- pozyskiwanie danych z formularzy elektronicznych - wprowadzanie parametrów jakości

- wprowadzanie parametrów systemu

- możliwość dodatkowej ręcznej edycji danych

System posiada architekturę typu klient-serwer. Aplikacja posiada dopracowany system uprawnień użytkowników. Wszystkie ingerencje użytkowników i operatorów są wykonywane poprzez Web interfejs. Do wyświetlania i wprowadzania danych służą formularze i raporty, które są dostępne z dowolnego komputera w sieci przedsiębiorstwa Intranet. Wprowadzanie danych do systemu jest zabezpieczone przez prawa dostępu, które zapewniają bezpieczny dostęp do aplikacji dla różnych użytkowników systemu:

- laboratoria (wprowadzanie danych i parametrów jakości)

- operatorzy linii pakującej (wprowadzanie analiz 1/2 godzinowych)

- pracowników produkcji drożdżý i lignosulfonanów (wprowadzanie parametrów wyprodukowanych wyrobów)

- centralny nadzów produkcji

- zarząd, dział ekonomiczny i handlowy przedsiębiorstwa

- administrator systemu

2.1. Poziom procesowy

- Informacje o ruchu i położeniu beli na linii system pozyskuje z sygnałów i czujników zainstalowanych w tym celu. System identyfikuje wszystkie przesunięcia beli na wymaganych przenośnikach lub urządzeniach (waga, prasa, nadruk, ..).

- Sygnały z procesu, przesunięcia beli na linii i dalsze informacje są opracowywane w PLC Simatic S7 i archiwizowane ze znacznikiem czasu w lokalnym archiwum w sterowniku PLC. To archiwum jest utrzymywane na wypadek awarii komunikacji z komputerem PC - serwerem danych. Po przywróceniu komunikacji pomiędzy tymi systemami serwer danych wstecznie odczytuje dane ze sterownika PLC Simatic. W ten sposób jest zapewniona trwała konzystencja danych. Komunikacja pomiędzy Simatic S7 a serwerem danych jest realizowana poprzez Ethernet.

2.2. Część serwerowa

Aplikacja uruchomiona na serwerze danych:

- pobiera dane z technologii: komunikacja z PLC Simatic

- pozyskuje dane z formularzy elektronicznych (jakość)

- opracowuje i zapisuje dane o belach i (i pakietach) do bazy danych Oracle, która jest zainstalowana na tym komputerze PC

Bazodanowa część systemu

- W bazie danych Oracle są zapisywane informacje o każdej wyprodukowanej i wyekspedowanej beli i jej właściwościach. Każda bela jest jednoznacznie określona przez swój unikalny numer. System zapewnia archiwizację wszystkich ważnych danych do systemu informacyjnego firmy SAP. System informacyjny SAP wczytuje dane z serwera Oracle według potrzeb nawet wstecznie, jeżeli dojdzie do tymczasowej awarii łączności pomiędzy oboma serwerami.

Komunikacja w systemie

- Transmisje danych przebiegające w firmowej sieci Intranet Biocel Paskov a.s.

- transmisja danych z stacji procesowej (Simatic S7) na serwer danych

- transmisja danych pomiędzy PC typu serwer i PC typu klient wizualizacyjny klient (protokół TCP/IP)

- transmisja danych pomiędzy serwerem danych i firmowym systemem informacyjnym SAP

- Komunikacja PC serwer danych z systemem nadruku (RS232)

- system wczytuje i sprawdza numery beli i pakietów, które generuje system nadruku

- przy zmianie produktu system ustawia nazwę produktu w systemie nadruku.

- Akwizycja danych z systemu ważącego

- informacje są odczytywane z pliku tekstowego: dane o wadze beli i czasie zważenia. System określa i archiwizuje dokładną wagę każdej beli

- w przyszłości system zostanie podłączony bezpośrednio do systemu ważenia (Simatic).

Zabezpieczenie systemu
Cały system jest maksymalnie zabezpieczony przeciwko nieoczekiwanym awariom części systemu (błąd komunikacji, awaria niektórego dysku na komputerze, itd.) a poza tym również przed uchybieniem czynnika ludzkiego. System zapwenia:

- Sprawdzenie wszystkich wartości wprowadzanych przez operatora (jakość, itd.) – w celu ograniczenia wprowadzenia wartości nielogicznych. Sprawdzenie dolnego i górnego zakresu (można wprowadzić/zmienić te zakresy przez administratora systemu, dostęp do edycji zabezpieczony przez hasło, system rejestruje te zmiany).

- Sprawdzanie poprawnego czasu przesunięcia beli przez czujniki optyczne: zabezpieczenie przed krótkotrwałym zakryciem czunjika (np. ręką), sprawdzenie zatrzymania linii (poprzez wejście binarne) i reakcja na to zdarzenie

- Operator może w specjalnych przypadkach wprowadzać ręczne korekty i poprawy – poprzez panele przygotowane w tym celu: na przykład synchronizacja stanu linii pakującej z systemem programowym (np. jeżeli bela zostanie usunięta z linii, itd.), Te czynności może wykonywać tylko uprawniony operator, wszystkie ingerencje operatorów są archiwizowane w systemie.

2.3. Poziom wizualizacyjny

- Monitorowanie ruchu i stanu beli na linii pakującej w czasie rzeczywistym

- Wprowadzanie danych dotyczących jakości wyrobów do formularzy elektronicznych

- Przeglądanie stanu bieżącego i historii technologii

- Wytwarzanie protokołów wyjściowych i raportów

- Przeglądanie bieżących alarmów i historii alarmów systemu (przekroczenie tolerancji, błędy komunikacji, itd.)

- Zarządzanie i serwis systemu

System jest użytkowany na 30 stacjach klienckich. System można łatwo rozszerzyć o kolejne licencje typu Web klient.

2.3.1. Klient wizualizacyjny

- Po zalogowaniu do systemu (po wprowadzeniu nazwy i hasła) użytkownik wybierze sobie menu z głównego typ klienta wizualizacyjnego, którego chce wykorzystywać:

- Produkcja celulozy

- Produkcja drożdży

- Laboratoria – wprowadzanie danych o jakości produktów

- Laboratorium energetyczne – wprowadzanie danych o jakości produktów

- Dyspozytornia energetyczna

- Dział handlowy

- Zarządzanie systemem (administrator): wprowadzanie parametrów danych, definicja praw dostępu użytkowników, ustawianie uprawnień klientów wizualizacyjnych, itd.

- Administrator może ustawić dla każdego użytkownika albo grupy użytkowników, które dane będą tylko do przeglądania a które będą również do edycji (wprowadzania).

- System identyfikuje i rejestruje, kto i kiedy wykonał zmianę (edycję) danych lub parametrów. Parametry można wprowadzić po uprzednim zalogowaniu odpowiedniego użytkownika, który dysponuje wymaganymi prawami dostępu.

2.3.2. Formularze elektroniczne
Formularze elektroniczne to "panele graficzne" systemu, które umożliwiają operatorom na stacjach klienckich PC (laboratorium, linia BLM, linia produkcji drożdży, dział handlowy, itd.):

- Wprowadzanie danych - ilościowe i jakościowe parametry wyprodukowanych wyrobów.

- Wprowadzanie parametrów systemu:

- parametry produktów dla wszystkich rodzai produktów

- parametry systemu:

- limity wprowadzanych wartości

- parametry opracowania danych technologicznych

- dalsze parametry systemu

System sprawdza wszystkie wprowadzane wartości i parametry na limity.

- Wyświetlenie przeglądu o stanie produkcji: bieżący lub za określony zakres czasu, produkt, parametry jakościowe, itd.

- Eksport wybranych danych z całej bazy danych do formatu Excel, możliwość eksportu również w różnych "poziomach": średnie ewentualnie i inne (uzgodnione) możliwości obliczeń.

Dane są wprowadzane do formularza elektronicznego przez odpowiedniego użytkownika (operatora). Formularze elektroniczne są opracowane jako tzw. "cienki klient" – w środowisku Chrome, Firefox, Edge, InternetExplorer ... Wprowadzanie danych do systemu jest zabezpieczone przy pomocy praw dostępu (nazwy użytkowników i hasła).

2.3.3. Zestawy wydruku - raporty

- W systemie są wytworzone wszystkie wymagane zestawy wydruków dla wyżej wymienionych typów klientów wizualizacyjnych (około 20 zestawów wydruku).

- Zestawy wydruku są wytwarzane w formacie HTML z możliwością przeglądania, podglądu i wydruku na stacjach PC typu "cienki" klient.

- Przykłady zestawów wydruku:

- Produckaj celulozy za dzień

- Analizy z laboratoriów (według produktów)– bieżące lub 1/2godz,

- Przeglądanie danych o zmierzonej jakości w czasie (trendy): za okresy 1/2godz, zmiana, dzień, miesiąc

- Dzienne zestawy (raporty) produkcji – według wagi lub według ilości pakietów

3. Podsumowanie

Oprogramowanie aplikacyjne zostało wytworzone za pomocą SCADA systemu wizualizaci i sterowania PROMOTIC. Aplikacja posiada modułową koncepcję, co umożliwia jej dalsze rozszerzanie w przyszłości:

- rozszerzenie ilości danych i pobieranie kolejnych informacji – sygnałów binarnych lub analogowych

- połączenie z kolejnymi stacjami sterującymi - na przykład Simatic S7, Allen-Bradley, itd.

- połączenie z innymi aplikacjami – możliwość wymiany wymaganych informacji i danych.

- możliwość instalacji wizualizacyjnej części aplikacji na kolejnych stacjach PC w firmowej sieci informacyjnej (założenie: TCP/IP protokół, SO Windows stacja).