Procesní know-how, které máte vždy při ruce

^{Obr. Německá společnost GEA vyrábí ve svém závodě v Oelde, ve spolkovém státě Vestfálsko, moderní odstředivky, které separují kapaliny z pevných látek nebo kapaliny o různých hustotách. Továrna se rozprostírá na ploše 85 tisíc m2.}

Modularizace není pro výrobce strojů a zařízení, jakým je GEA, žádnou novinkou. „Modulární produkty jsou u nás zcela samozřejmou součástí plánování zařízení a komponent. Například při dodávce odstředivky pro pivovar je příslušný modul začleněn do celého zařízení a často i do nadřazeného řídicího systému či systému SCADA,“ uvádí Matthias Wiemann, vedoucí oddělení pro automatizaci a řízení procesů v oblasti odstředivek společnosti GEA, který má zároveň na starosti projekty u zákazníků.

Firma GEA dodává kompletní odstředivkové jednotky, které představují část zařízení s definovanou funkcí pro konkrétní fázi procesu. Modularizace proto dnes splňuje stejné potřeby jako před 20 lety, přičemž zvyšuje flexibilitu, usnadňuje škálovatelnost a posiluje spolehlivost souvisejícího plánování.

Komunikace jako výzva

Zařízení ve farmaceutickém a potravinářském průmyslu často používají procesní jednotky od různých výrobců, což ne vždy vede ke snadným řešením. V případě integrace systémů totiž může docházet ke kolizi jednotlivých systémů. Ke každému modulu se například váže vlastní specifická logika, programování a obsluha. Kromě přenosových protokolů je zároveň potřeba do řídicího systému správně začlenit alarmy a notifikace vytvářené těmito jednotkami. To samé platí pro vizualizaci všech řídicích parametrů.

V řadě případů se tak stává, že mechanická integrace modulů probíhá mnohem rychleji než jejich faktické začlenění do automatizační technologie. „Do budoucna bude pro nás, tzn. firmy působící v průmyslu, důležité, abychom nalezli shodu v oblasti standardů, podle nichž spolu budou stroje vzájemně komunikovat. To je klíčová podmínka rychlého zavádění konceptu Průmysl 4.0,“ říká M. Wiemann.

„Do budoucna bude pro nás, tzn. firmy působící v průmyslu, důležité, abychom nalezli shodu v oblasti standardů, podle nichž spolu budou stroje vzájemně komunikovat. To je klíčová podmínka rychlého zavádění konceptu Průmysl 4.0.“
Matthias Wiemann, vedoucí oddělení pro automatizaci a řízení procesů v oblasti odstředivek společnosti GEA

Technické moduly a automatizační systém „hovoří“ jazykem MTP

Klíčem k otevřeným a flexibilním automatizačním konceptům je standardizace. V tu chvíli přichází na řadu rozhraní MTP (module type package), které nabízí společný „jazyk“ popisující vlastnosti procesních modulů nezávisle na výrobci a použité technologii. Tento funkční popis založený na jazyce AML (automation markup language) je vygenerován z technických dat modulu. To znamená, že jakýkoli automatizační nadřazený systém, který „hovoří“ jazykem MTP, pak může přesně řídit konkrétní modul, ať se jedná o odstředivku, granulátor či homogenizér.

V nadřazeném řídicím systému se správně zobrazují a jsou zde interpretovány i údaje z provozních obrazovek. „Věřím, že MTP do budoucna spoustu věcí usnadní,“ předpokládá Patrick Eickhoff, projektový manažer pro vývoj softwaru společnosti GEA. „Dříve obsahovaly naše procesní jednotky sáhodlouhý seznam o výměně dat a popis hardwarových kontaktů. Každého systémového integrátora jsme museli naučit, jak vše modelovat v nadřazeném systému, což samozřejmě často vedlo k nižší efektivitě.“

Standardizovaný přenos procesního know-how

Společnost GEA nyní díky rozhraní MTP používá k popisu standard, jenž výrobcům strojů umožňuje zajistit standardizovaný přenos veškerých potřebných informací, vlastností modulů, stavových popisů, rozhraní, a dokonce informací o poloze, barvě nebo velikosti na obrazovky operátorů. Informace o jednotlivých procesech, které GEA již několik let začleňuje do příslušných modulů, jsou nově k dispozici ve standardizované podobě a připraveny na přenos do nadřazeného systému.

„Kromě mechanické homologační zkoušky ve výrobě budeme v budoucnu rovněž schopni zaznamenat, jak se oznámení a alarmy objevují na našich zkušebních stanovištích. Koncoví uživatelé tak získají díky našim znalostem procesů a technickým poznatkům přímé výhody. Výsledkem budou menší nároky na pracovníky, nižší náklady a větší spolehlivost při plánování,“ vysvětluje P. Eickhoff.

„Věřím, že MTP do budoucna spoustu věcí usnadní.“
Patrick Eickhoff, projektový manažer pro vývoj softwaru společnosti GEA

Jednotná organizace modulů

„Jako systémový výrobce jsme nesmírně rádi, že se nám ve společnosti GEA podařilo nalézt partnera, s nímž můžeme ostatním podnikům předvést výhody MTP,“ doplňuje Uwe Börner, Global Account Manager společnosti Siemens, který má na starosti spolupráci s GEA.

A výhod pro koncové uživatele je nepočítaně. Rozhraní MTP nabízí jednotnou vizualizaci a automatizaci celého zařízení, a to i v případě nasazení modulů od různých dodavatelů. Dále umožňuje vygenerovat rozhraní pro obsluhu a monitoring na základě specifikací uživatele. Nadřazený systém navíc sjednotí organizaci všech jednotlivých používaných komponent. Moduly zpřístupní funkci technologie procesů jako službu a řídicí systém do ní získá přístup v rámci funkce celkového procesu.

„Koncoví zákazníci získávají další výhody v podobě vyšší flexibility a výrazného snížení časové náročnosti a nákladů vynaložených na projektování a zprovoznění nebo úpravy výroby nebo procesů.“
Uwe Börner, Siemens Global Account Manager pro GEA

Výhody plynoucí z vyšší flexibility

Tento způsob komunikace otevírá zcela nové možnosti v oblasti flexibility. Sekvence jednotlivých procesů lze totiž měnit podle poptávky na trhu a jen s minimálními zásahy do technologií. Podle Uwe Börnera je pak navíc možné rychle a efektivně měnit vyráběné množství přidáním nebo odebráním jednotlivých modulů: „Koncoví zákazníci získávají další výhody v podobě vyšší flexibility a výrazného snížení časové náročnosti a nákladů vynaložených na projektování a zprovoznění nebo úpravy výroby nebo procesů.“

 _____________________________________________________________________________________________

MTP v praxi

Odstředivková jednotka společnosti GEA představuje kompaktní multifunkční systém navržený na výrobní kapacitu od 1 000 do 100 000 hektolitrů ročně a je proto zajímavou volbou zejména pro řemeslné a malé pivovary. Snižuje dobu výroby až o 30 procent a výnos na jednu várku je vyšší zhruba o deset procent. S pouhým jedním strojem tak mohou pivovary zvládnout celkem pět procesů, což je skutečný bonus co do rentability a efektivity nákladů. To samé platí pro začlenění do nadřazených systémů: všechny vlastnosti odstředivky jsou k dispozici ve formě standardizovaného funkčního popisu v rámci rozhraní MTP.

O společnosti GEA

GEA je jedním z největších dodavatelů strojů a zařízení pro potravinářský a zpracovatelský průmysl a řadu dalších odvětví. V roce 2017 společnost vykázala konsolidované tržby ve výši zhruba 4,6 miliardy eur. Mezinárodní technologický koncern nabízí řešení v oblasti procesních technologií, komponent a udržitelné energetiky pro náročné výrobní procesy v nejrůznějších sektorech.

Téměř 70 procent tržeb tvoří produkty a řešení pro potravinářský a nápojářský průmysl, který dlouhodobě vykazuje udržitelný růst. K 31. prosinci 2017 společnost zaměstnávala po celém světě zhruba 18 tisíc lidí.

Související odkazy:

Digitalizace v potravinářském a nápojovém průmyslu