automatik 11 2008

42
november/december 2008
Grundfos kapper ledningen
Trådløs teknologi fra
Siemens gør distributionscentret
hos den
danske pumpefabrikant
Grundfos til det mest
moderne i verden. Industrielt
trådløst netværk
gør det muligt at køre
nødstop op til kategori 4
på de store kraner på
virksomhedens højlager.
Af Leif Osmark
TRÅDLØST. 100 procent
sikkert, 100 procent pålideligt,
og 100 procent trådløst.
Automationen i distributionscentret
hos Grundfos,
der eksporterer pumper
til hele verden, har udfordret
grænserne for det
teknisk mulige. Ved at gå
forrest og satse på trådløs
teknologi har den store
virksomhed, der har sit
hovedsæde i den lille by
Bjerringbro i Danmark, opnået
en lang række fordele.
Som i mange andre storeproduktionsvirksomheder
er distributionscentret
en akilleshæl. Her bliver
ordrerne pakket, kørt på lager
og ekspederet fra lageret
ud til de ventende lastbiler,
og hvis teknikken fejler,
hober pumperne sig op,
og distributionscentret kan
hurtigt udvikle sig til en
flaskehals. Den menneskelige
indblanding i processen
er noget nær minimal.
Fra en salgsmedarbejder
har tastet ordren ind i
Grundfos’ SAP-system, er
der kun menneskehænder
involveret, når en medarbejder
i distributionscentret
kalder ordren frem på
skærmen for at pakke de
rigtige pumper. Når kassen
kort efter bliver sendt videre
i systemet, tager automatikken
over igen.
Med undtagelse af
weekenderne kører distributionscentret
i døgndrift,
og for medarbejderne gælder
det om hele tiden at
Lagervognene, som tidligere blev styret via vedligeholdelsestunge
strømskinner i gulvet, styres nu via trådløs kommunikation
holde et konstant flow i antallet
af pumper, der bliver
kørt ind og ud. Medarbejderne
er i høj grad afhængige
af, at automationsprocesserne
er pålidelige.
Meget mindre
vedligeholdelse
Derfor må teknikken ikke
fejle. Og derfor blev PLCtekniker
Steffen Schmidt,
servicetekniker Søren
Skovgaard og servicetekniker
Jan Ulstrup bedt om at
foretage en risikoanalyse
på det gamle anlæg og samtidig
komme med anbefalinger
til et fremtidssikret
alternativ.
-Vores gamle anlæg havde
mere end ti år på bagen,
vi oplevede daglige stop, og
vi havde sværere og sværere
ved at finde reservedele.
For eksempel var vi heldige
med at finde et netkort til
vores gamle UNIX-server
på et loppemarked i Australien.
Vi havde ikke op-
levet, at hele anlægget lå
dødt, men det ville komme,
siger Steffen Schmidt.
PLC’en i det gamle anlæg
var en SIMATIC S5, og
da Siemens havde meldt
ud, at supporten af den var
under udfasning, havde
Grundfos endnu en god
grund til, at vi skulle redesigne
anlægget. Oven i købet
var S5 noget af det
mest moderne i det gamle
anlæg, hvor alt periferiudstyr
var baseret på for
længst udfasede Interbus
IO-stationer.
Konklusionen på vores
analyse lød, at der ikke var
nogen vej udenom: Vi måtte
udskifte visse dele, mens
enkelte af de gamle elementer
kunne beholdes.
Men da mulighedernes
land begyndte at åbne sig,
og det blev besluttet, at anlægget
skulle integreres
med virksomhedens SAPsystem,
blev det naturlige
valg at bygge et nyt anlæg
op fra bunden. Det medførte
helt nye fordele.
-I det gamle anlæg havde
vi ingen sporbarhed, så
løsningen blev at udskifte
alle
PLC’er og servere. Det
har givet os nogle rigtigt
gode værktøjer til at kunne
se status på de enkelte dele.
Hvis kran nummer syv
holder stille, kan vi hurtigt
se, hvor mange timer den
Den lysegrå boks på kabelbakken
er et wireless accesspoint
– eller sagt på en anden
måde – det er en af ”radioerne”,
som udveksler data med
vognene, der bevæger sig
rundt på lageret
har været nede siden nytår,
så det ikke bare er baseret
på en fornemmelse af, at
der altid er problemer med
en bestemt enhed, siger
Steffen Schmidt.
Den største fordel ved
sporbarheden er dog, at fejl
kan fanges, før de får konsekvenser.
-Ved at benytte sporbarheden
til at analysere på
performance, har vi kunnet
gå over til planlagt vedligehold
i stedet for crash-vedligehold,
siger han.
Trådløst sparer tid
Mens det gamle anlæg var
baseret på proprietær teknologi,
kører anlægget i dag
på de nyeste standarder.
PLC’en er en SIMATIC
S7, alt er PROFINET-baseret,
og så besluttede Grundfos,
at distributionscentret
var modent til at køre trådløst.
Her spillede den daglige
vedligeholdelse også ind
som et afgørende argument.
Kasserne med pumper
bliver nemlig automatisk
transporteret fra pakkepladserne
til kranerne på
lageret på nogle små vogne,
der før i tiden blev styret
serielt via nogle små slæbesko.
Slæbeskoene var i
kontakt med to skinner i
gulvet, som blev brugt til
kommunikation via 40
volts signaler.
-Vi rensede de slæbesko
konstant, så det lå lige til
højrebenet, at vi skulle have
et trådløst net.Vi undersøgte
markedet, og Siemens’
bud var det eneste,
der holdt vand. Jeg fik clearet
med it-afdelingen, at
der var sikkerhed for, at vi
kunne holde netværkene
adskilt, så ingen kunne
komme til at pille i vores
administrative LAN, og så
var der åbent for at gå videre,
siger Steffen Schmidt,
der selvfølgelig havde visse
betænkeligheder.
-Vi ved jo alle sammen,
at man derhjemme af uforklarlige
årsager skal slukke
og tænde for det trådløse
net en gang imellem, når
forbindelsen forsvinder.
Her binder vi så noget af
det mest kritiske i hele produktionen
op på det.
Sikkerheden er trådløs
I stedet for slæbesko sidder
der i dag en lille antenne på
hver vogn, som modtager
et signal fra de SCALAN-
CE W accesspoints, der
dækker distributionscentret.
Accesspoints’ne skal
overholde svartider på 32
millisekunder, da hele sikkerhedsløsningen
også er
baseret på det industrielle
W-LAN.
På lageret suser førerløse
kraner frem og tilbage ad
lange gange og løfter kasser
op og ned fra de høje reoler.
Kranernes nødstop er
-Hele konceptet blev søsat på grund af de høje krav om
oppetid – vi har ikke råd til at holde stille. At vi så har fået
en masse andre forbedringer med oveni, er bare dejligt,
siger Steffen Schmidt, PLC-tekniker hos Grundfos.
SIL 3 kategori 4, og også
disse nødstop kører på det
trådløse net, hvilket kan lade
sig gøre, da den trådløse
realtidsløsning er baseret
på SCALANCE W, der kan
garantere faste opdateringstider
helt ned til 16
millisekunder. For teknikerne
på Grundfos er det
samtidig en stor fordel, at
der nu kun er én sikkerhedsløsning
til hele produktionen.
I modsætning
til de gamle parallelløsninger
skal de kun overvåge
og vedligeholde én PLC,
ét netværk og én teknologi.
-Sikkerheden den gang
og i dag er slet ikke
sammenlignelig. Det her er
meget nemmere, og det lever
helt og fuldt op til vores
sikkerhedskrav. Alle åbninger,
hvor en truck kan
tage pallerne af, er personbeskyttet
med lysgitter, og
sikkerhedsløsningen ved
pakkepladserne, nødstoppene
og alt i vognbaneområdet
kører på PROFIsafe,
siger Steffen Schmidt.
Sammenhæng
fra top til bund
Fordelen ved at benytte
PROFINET og standardteknologi
fra Siemens rækker
langt ud over sikkerheden.
Med den nye løsning
har Grundfos fået åbnet
for nogle muligheder, der
kaster mange gevinster af
sig i dagligdagen.
-Ved at det hele er fra
Siemens, har vi fået nogle
integrationsmuligheder,
som vi ellers ikke ville kunne
opnå. En af de store fordele
er hardware-diagnosen
via Report System Error-konceptet.
Hvis et modul
går i stykker, kan vi se,
hvad det er, og hvor det er.
Hvis et kabel går i stykker,
kan vi se inden for en meter,
hvor fejlen er. Når vi taler
om oppetid, som er vores
primære parameter, er
det rigtigt vigtigt, siger
Steffen Schmidt.
På det område har systemet
allerede sparet tekni-
kerne mange timer. Ikke
mindst fordi alle informationer
er samlet ét sted.
-Det hele er integreret i
et fælles projekt. Alle
PLC’er og alle ting i projektet
er tilgængelige i
SCADA-systemet via vores
S7 Symbol Server, og
alle diagnoseinformationer
kan tjekkes i PLC’ernes integrerede
Web-interface.
Vi får det hele serveret, siger
han.
Og serveringen gælder
også ud af huset. For med
en VPN-adgang er der også
fuld adgang til SCADAsystemet
hjemmefra.
-Om det bliver brugt?
Jeg brugte det i går aftes.
Og i fredags. Før kunne vi
slet ikke logge os ind på
systemet, men skulle herned
for at afhjælpe fejl. Så
det sparer os for nogle ture
herned, og det var altså ikke
rart at skulle af sted
hjemmefra klokken tre om
natten, siger Steffen
Schmidt.
FAKTA
Det trådløse ”backbone”
er redundant og kan
håndtere faste opdateringstider
ned til 32 ms
(også når der roames).
Denne del består af 8
SCALANCE W788-
2RR.
De 9 kraner kommunikere
med det trådløse
backbone via SCALAN-
CE 747-1RR klient
moduler der kan servicere
optil 8 IP-adresser.
De 16 selvkørende robotter
er baseret på
PROFIBUS, derfor anvender
de IWLAN/PB
Link PN IO, der er en gateway
imellem Industrial
W-LAN og PROFI-
BUS.
Hele den trådløse løsning
opererer i 5GHz
området (IEEE802.11a
og h) da 2,4 GHz anvendes
til andre formål.