Systemy automatyki i sterowania do liftingu

Kiedy przedsiębiorstwo powinno podjąć decyzję o modernizacji automatyki i jak przygotować się do przeprowadzenia "operacji na żywym organizmie"? Decyzję o unowocześnieniu automatyki inwestor powinien podjąć, biorąc pod uwagę dwa kryteria - bezpieczeństwa oraz aspektu biznesowego.

_ Bezpieczeństwa ludzi i fabryk nie da się przeliczyć na pieniądze, więc jeżeli istnieje zagrożenie niesprawnej pracy układów, awarii niosących takie ryzyko, nie należy zwlekać z modernizacją _ - przestrzega Michał Wojtulewicz, wiceprezes zarządu Astor.

Przyjmuje się, że granicą czasową wyznaczającą moment zużycia układów elektronicznych jest 10 lat, chociaż w wypadku każdego rozwiązania powinna ona być ustalana indywidualnie. Natomiast kryterium biznesowym jest zwrot z inwestycji w nowe układy._ Jeżeli przestoje są częste, a ze względu na trudno dostępne części zamienne do starych urządzeń trwają długo, powinniśmy wyliczyć utracone w ten sposób korzyści i uwzględnić je w kalkulacji zwrotu z inwestycji _ - radzi Wojtulewicz.

Nasz rozmówca podkreśla, by do kwestii podejść nie od strony kosztów, tylko utraconych korzyści, nie należy więc liczyć ile, mimo zatrzymanej instalacji, inwestor musi zapłacić personelowi, a raczej o ile obniżyły się przychody ze względu na przestój. Podejście do wyliczania strat przez utracone korzyści ma szczególny sens przy pracy trzyzmianowej i zamówieniach czekających w kolejce - argumentuje wiceprezes Astora.

Na kryterium zużycia systemów zwraca również uwagę Dariusz Paszkowski, account manager w pionie automatyki przemysłowej Honeywell. Jego zdaniem, decyzję o przeprowadzeniu modernizacji automatyki należy podjąć, gdy dotychczas stosowane rozwiązania zaczynają być przestarzałe, następuje widoczny spadek niezawodności systemu, zwiększa się częstotliwość awarii, możliwość zakupu części zamiennych jest ograniczona lub z czasem staje się zupełnie niemożliwa.

_ Ten przypadek dotyczy zarówno stacji operatorskich, jak i elementów systemu DCS (procesory i karty wejść/ wyjść) _ - zwraca uwagę przedstawiciel Honeywell.
_ Niezawodność systemów DCS opartych na komputerach klasy PC zależy od dostępności sprzętu komputerowego oraz systemów operacyjnych, najczęściej Windows. _

Termin unowocześnienia uzależniony jest oczywiście od ceny oferowanych modułów, wsparcia technicznego dla eksploatowanych systemów przez producenta, konieczności adaptacji do systemów zarządzania przedsiębiorstwem MES/R3 oraz systemów bazodanowych.

_ Modernizację przeprowadza się także dla korzyści, które daje nowoczesna technologia oraz wynikających z posiadania innowacyjnego systemu automatyki _- mówi Paszkowski.
_ Mam zwłaszcza na myśli znaczną poprawę wydajności, zwiększenie efektywności urządzeń oraz pojawienie się nowych funkcjonalności, np. diagnostycznych. _

Konieczność unowocześnienia występuje również, gdy stare elementy nie są już produkowane lub są niekompatybilne z nowymi elementami automatyki. Powoduje to, że serwisowanie tych elementów jest utrudnione.

Modernizować - ale jak głęboko?

Podjęcie decyzji o modernizacji automatyki to pierwszy krok w długim procesie przygotowawczym. Następnym powinno być dokładne określenie zakresu planowanego przedsięwzięcia. _ Kiedyś przeważały wymiany sterowań wykonanych w oparciu o styczniki na sterowniki programowalne - mówi Michał Wojtulewicz z Astora _.
_ Po około 15 latach od tamtego momentu, modernizowane są układy automatyki instalowane już w oparciu o pierwsze serie sterowników programowalnych na nowszej generacji sterowniki PLC lub też nowoczesne systemy sterowania PAC. _

Nasz rozmówca wskazuje, że obecnie modernizacja skupia się na sieciowości, centralizacji i upowszechnianiu dostępu do danych gromadzonych przez systemy sterowania. Następuje coraz większa integracja systemów sterowania z systemami informatycznymi.

_ W przypadku wielu zakładów przemysłowych, w ramach modernizacji następuje zmiana technologii procesów produkcyjnych, co z kolei dyktuje rodzaj systemu automatyki dla modernizowanego procesu _ - wyjaśnia Wojtulewicz.

W zakładach produkcyjnych, w których występują gniazda produkcyjne, dokonywane są modernizacje maszyn, zapewniające poprawne ich opomiarowanie, dzięki czemu możliwe jest podniesienie wydajności i jakości produkcji. Dzięki wiarygodnym informacjom służącym procesowi ciągłego doskonalenia następuje redukcja kosztów produkcji.

Zdaniem Dariusza Paszkowskiego z Honeywell, modernizacja i unowocześnianie funkcjonujących systemów automatyki i sterowania procesów produkcyjnych polega najczęściej na wykonaniu upgrade’ów zarówno oprogramowania systemów operacyjnych, jak i oprogramowania związanego z systemem DCS. Inną możliwością modernizacji jest rozbudowa systemu DCS o nową funkcjonalność, np. oprogramowanie diagnostyczne urządzeń pomiarowych i zaworów.

_ Przy starszych systemach DCS, często modernizacja polega na wymianie warstwy operatorskiej, zastąpieniu starych stacji operatorskich nowymi, opartymi na komputerach PC _ - mówi przedstawiciel Honeywell.
_ Proszę pamiętać, że pierwsze systemy powstawały w latach 70. ubiegłego wieku i nie były oparte na klasycznych komputerach PC, ponieważ ich po prostu nie było. _ *Dość często wymianie podlegają procesory. * _ Nowe charakteryzują się lepszą mocą obliczeniową oraz nieporównywalnie większą pamięcią, co umożliwia tworzenie znacznie większych aplikacji _ - wyjaśnia Dariusz Paszkowski.
_ Modernizacja może również dotyczyć warstwy procesowej, co wiąże się z wymianą hardware’u odpowiedzialnego za zbieranie i przekazywanie informacji, czyli kartami wejść/wyjść. _

Dariusz Augustyński, inżynier wsparcia technicznego sekcji PLC z firmy MPL Technology, wskazuje, że modernizacja i unowocześnianie funkcjonujących systemów automatyki jest najbardziej optymalnym rozwiązaniem wtedy, gdy istniejące urządzenia nie są w stanie sprostać wymogom produkcyjnym.

_ Modernizacja systemów polega najczęściej na zastąpieniu starych elementów nowym, bardziej zaawansowanym technicznie sprzętem, co sprawia, iż tak zmodyfikowany system ma przedłużony czas działania, jest bardziej przyjazny dla użytkownika i jest w stanie podnieść znacząco wydajność produkcji _- wyjaśnia przedstawiciel MPL Technology.

Tanie albo dobre

Koszty modernizacji automatyki i sterowania zależą przede wszystkim od skali procesu. Działania inwestycyjne, prowadzone zwłaszcza w okresie gorszej koniunktury gospodarczej, powinny przynosić z jednej strony maksymalne wykorzystanie wybranych rozwiązań, z drugiej - ograniczenie kosztów przedsięwzięcia.

_ Przestrzeń do oszczędności jest zarówno po stronie odpowiedniego doboru jakości i ceny sprzętu, jak i wyboru integratora _- radzi Michał Wojtulewicz.
_ Jednak to, co na pierwszy rzut oka wydaje się tanie, w efekcie okazuje się drogie. _

Wybór tańszych układów automatyki, ale trudno dostępnych w przypadku nieprzewidzianych awarii czy potrzeb rozbudowania układu, potrafi bardzo szybko przyczynić się do podwyższenia kosztów całościowego wdrożenia. Przedstawiciel Astora zwraca uwagę, by przeprowadzając kalkulację kosztów modernizacji, przyjrzeć się nie tylko cenie zakupu, lecz przede wszystkim tzw.całkowitym kosztom posiadania (TCO), w których zawierają się także późniejsze koszty eksploatacji i obsługi serwisowej systemu automatyki.

Dariusz Paszkowski z Honeywell przestrzega, że ryzykowna jest kompletna wymiana całego systemu sterowania. - Przeważnie rekomendujemy wariant stopniowego upgrade’u, który pozwala znacznie zmniejszyć koszty inwestycji oraz jej ryzyko, a jednocześnie umożliwia osiągnięcie znaczących korzyści z przeprowadzonej migracji - wskazuje nasz rozmówca.

Zaplanuj i współpracuj

Modernizacja systemów automatyki wymaga odpowiedniego przygotowania przedsiębiorstwa, tym bardziej że często przeprowadzana jest ona na żywym organizmie, który powinien funkcjonować możliwie jak najsprawniej. Właśnie w nieodpowiednim przygotowaniu operacji tkwi najczęstszy problem związany z tego typu inwestycjami.

_ Brak przemyślenia całego procesu od początku do końca to główny problem, jeżeli chodzi o przeprowadzanie modernizacji systemów automatyki _ - zauważa Michał Wojtulewicz z Astora.

Na szczególne znaczenie okresu przygotowawczego zwraca uwagę Dariusz Paszkowski z Honeywell. Według niego, istotne są zwłaszcza odpowiednio wcześnie poczynione, szczegółowe i dopracowane założenia dla danej instalacji oraz ścisła współpraca pomiędzy dostawcą systemu, firmą wykonującą prace na obiekcie a użytkownikiem.

_ Współczesne warunki rynkowe nie pozwalają na wyłączenie instalacji na czas modernizacji _ - mówi Paszkowski.
_ Dlatego w wielu przypadkach stosuje się modernizacje podczas planowych zatrzymań instalacji. Jeżeli mamy do czynienia z dużym projektem, można podzielić go na części. Niektóre działania nie wymagają zatrzymania instalacji, np. dodanie systemów bazodanowych czy stacji operatorskiej. _

Przedstawiciel Astora radzi z kolei, by przedsięwzięcie powierzyć silnemu i zgranemu zespołowi projektowemu, który będzie posiadał jasno określone kompetencje.

-_ Umiejętność wczesnej identyfikacji zagrożeń i ewentualnych kłopotów to podstawa, aby pożarów było jak najmniej _ - uważa Wojtulewicz.
_ Trudno bowiem uniknąć turbulencji w produkcji i nieprzewidzianych przestojów, nawet przy najlepszym planowaniu. Produkcja na magazyn przed uruchomieniem projektu wymiany jest oczywistością, jednak nie zawsze możliwą ze względu na produkowany towar. _

Honeywell - modernizacja węzła amoniaku w ZAT

Zakłady Azotowe w Tarnowie-Mościcach, użytkujące system DCS TDC3000, podjęły decyzję o wymianie systemu na Experion PKS. Powodem modernizacji systemu była konieczność zwiększenia mocy obliczeniowej procesorów oraz wykorzystanie możliwości diagnostycznych nowych urządzeń pomiarowych oraz zaworów wyposażonych w protokół HART. Ze względu na zakres prac podjęta została decyzja o modernizacji systemu sterowania w przeciągu dwóch kolejnych postojów całej instalacji. W jednym roku nastąpił upgrade warstwy operatorskiej, dołączenie bazy PHD (Historian) oraz dołączenie pary redundantnych procesorów C300 (Experion PKS) z pozostawieniem kaset z kartami wejść/wyjść w "starej" wersji. Podczas planowanego przeglądu instalacji w kolejnym roku nastąpiła kompletna wymiana tych kart oraz zmiana sieci nadrzędnej z LCN na Fault Tolerant Ethernet.

Konrad Florczyk SEW-Eurodrive Polska

Modernizacja funkcjonujących systemów najczęściej związana jest ze wzrostem popytu rynkowego, rzadziej z chęcią posiadania nowoczesnej linii produkcyjnej. Inwestycje polegają przeważnie na zmniejszeniu czasu pracy danego gniazda montażowego. Ograniczenie zatrzymania detalu w danym gnieździe produkcyjnym nawet o kilka sekund pozwala na zaoszczędzenie kilku minut w całym procesie, co przenosi się na liczbę wyprodukowanych detali.

Najczęstsze błędy popełniane podczas przygotowywania i wdrożenia tego typu przedsięwzięcia związane są z okresem planowania. Niewłaściwe przygotowanie inwestycji prowadzi do niepotrzebnych przepychanek czasowych. Presja czasu powoduje z kolei powstawanie pomyłek podczas instalacji, pozostawiając niewiele zapasu na test wprowadzonych zmian.

Jarosław Maślanek
Nowy Przemysł