Monitorování papírenských lisů pomocí řešení pro vstupy a výstupy

Společnost DS Smith se v listopadu 2016 přestěhovala ze svého závodu v Hanau do Erlensee a stroje zde od té doby běží. Společnost patří k předním evropským výrobcům obalů a prodejních stojanů na míru. Společnost DS Smith vždy zohledňuje celý dodavatelský cyklus svých zákazníků, aby bylo možné optimalizovat její procesy. Kreativní prodejní stojany a inovativní obalové koncepty pomáhají zákazníkům snižovat firemní náklady a zvyšovat tržby. Produktové portfolio zahrnuje obaly připravené k umístění do regálů vhodné pro komerční použití, poutavé prodejní stojany, spotřební zboží, ale také přepravní obaly a obalové koncepty pro průmysl.

Udržitelnost je pro společnost DS Smith velmi důležitou otázkou. Společnost disponuje vlastním recyklačním areálem. Zde se materiál vyřazený během výroby dále zpracovává za účelem recyklace. Ten se přímo v továrně připravuje k odeslání a dalšímu zpracování. Odřezky a vadné obaly se drtí v lisovacím stroji, lisují se do kostek a přepravují se do skladu.

V závodě v Erlensee tento proces fungoval bezchybně. Jediné, co chybělo, byl zpětnovazební signál z lisu. Jelikož se lis nachází v místnosti, kde nikdo trvale nepracuje, bylo vždy nutné, aby jeden ze zaměstnanců přerušil práci a zkontroloval stav stroje. Odpovědný kolega mohl pouze odhadovat, kolik balíků stroj za hodinu vyprodukoval, a to na základě dodaného materiálu. Příliš brzký příchod znamenal ztrátu pracovní doby. Příliš pozdní příchod znamenal, že úklid pomocí vysokozdvižného vozíku byl vždy obtížnější. V nejhorším případě by balíky mohly tlačit na tenkou stěnu sousední haly a prorazit ji.

Základní světelný senzor nestačí

Aby se tomu zabránilo, bylo nutné použít systém, který by poskytoval informace o pohybu balíků. Philipp Freppon, zaměstnanec společnosti DS Smith zodpovědný za údržbu, zjistil, že standardní světelný senzor pro tento úkol nestačí. Aby bylo zajištěno správné vypnutí, byl zapotřebí senzor, který by nejen poskytoval spínací informace, ale také měřil vzdálenost, takže by se spínal pouze v rámci stanoveného rozsahu spínací vzdálenosti. Senzor by však detekoval i kolemjdoucí kolegy a zaměstnance, kteří odvážejí balíky vysokozdvižným vozíkem. K tomu se přidává skutečnost, že konstrukční faktory bránily montáži snímače na boku, protože stěna potřebná k tomu byla opatřena roletovými vraty. Jednoduché světelné snímače, světelné spínače nebo fotoelektrický snímač proto nebyly pro požadavky společnosti DS Smith vhodné.

Decentralizovaná inteligence bez rozvaděče

Freppon předložil tento problém Manfredovi Ernstovi, odbornému poradci pro automatizaci ve společnosti Sonepar, velkoobchodníkovi s elektrotechnickým zbožím. Ten doporučil měřicí laserový senzor, který by v kombinaci s kompaktním řadičem mohl vyhodnocovat data a spouštět příslušný signál. Ernst již měl zkušenosti s I/O moduly společnosti TURCK s integrovaným programovacím prostředím ARGEE a otestoval je přímo u zákazníka.

Kromě osmi univerzálně konfigurovatelných vstupů a výstupů umožňuje modul TBEN-S také propojit vstupy a výstupy s akcemi a podmínkami, aby bylo možné autonomně spouštět malé aplikace. Potřebné programovací prostředí ARGEE je již standardně předinstalováno na každém modulu, čímž se z I/O modulů stávají inteligentní polní logické řadiče (FLC). Software je založen na HTML5 a JavaScriptu a umožňuje uživateli konfigurovat modul bez jakýchkoli předchozích znalostí programovacího jazyka. Programování se provádí snadno prostřednictvím standardního webového prohlížeče.

Když byl v závodě v Erlensee testován laserový senzor LTF12 s připojeným modulem TBEN-S, byl Freppon velmi ohromen: „Zpočátku jsem si myslel, že kromě senzoru budu potřebovat i rozvaděč. Poté jsme však narazili na modul TBEN-S od společnosti ARGEE. Ten se hned perfektně hodil. Je kompaktní, vejde se kamkoli a nabízí velmi dobrou ochranu podle stupně IP67, čímž eliminuje potřebu ovládací skříně.“ Manfred Ernst také oceňuje vysoký stupeň ochrany I/O modulu: „Pro modul TBEN-S není potřeba ovládací skříň ani kryt – to je pro mě velká výhoda.“

Intuitivní programování během chvilky

Kromě možnosti programovat propojení pomocí booleovských operátorů mohou moduly provádět výpočty, fungovat jako časovače, čítače a binární spínače a také si vyměňovat data s řídicími jednotkami vyšší úrovně. Samotný modul je připojen k síti prostřednictvím ethernetového konektoru (samec), který je následně připojen k stolnímu počítači, odkud lze provádět programování pomocí webového prohlížeče. Všechny potřebné údaje jsou přehledně uvedeny na jedné stránce. „Fungovalo to skvěle. Programování je intuitivní a téměř samovysvětlující,“ popisuje Freppon své zkušenosti. „K naprogramování systému se vždy používá jeden vstup a jeden výstup, které slouží k realizaci těchto propojení i k provedení požadované akce. Ačkoli se vše programuje pomocí webového prohlížeče, není nutné trvalé připojení k internetu.“ „Jakmile je program uložen, lze jej použít kdykoli,“ říká Freppon. Zvláštní výhodou je skutečnost, že na počítači zákazníka není třeba instalovat žádný další software. ARGEE je webová aplikace bez nutnosti serveru, která běží ve webovém prohlížeči.

Časovač byl naprogramován prostřednictvím systému ARGEE rovněž jako podmínka. Společnost Freppon zde zvolila časový faktor 45 sekund. Tento časový faktor zabraňuje chybovým hláškám způsobeným přítomností osob v paprsku světla nebo projíždějícími vysokozdvižnými vozíky. LED semafor TL50 umístěný před halou signalizuje stav stroje v každém okamžiku. Pokud je signál aktivován po dobu 45 sekund, zelené světlo přejde na žluté a spustí se siréna. Červené světlo, které spouští řídicí jednotka stroje „Balemaster“, se rozsvítí pouze v případě poruchy stroje. Zaměstnanci tak mohou vykonávat svou práci a zasáhnout musí pouze v případě, že se signál aktivuje. Tato nastavení rovněž poskytují dodatečnou bezpečnost.

Světelný indikátor TL50-LED s integrovanou sirénou od společnosti Banner Engineering, partnera firmy TURCK v oblasti optických senzorů, zajišťuje, že signál je zřetelný i v sousední hale. Integrovaná siréna upozorní zaměstnance na dosažení maximálního výkonu balení, i když není světelný indikátor v dohledu. „Tato funkce se nám velmi líbila, protože máme opravdu vše v jednom; skutečné všestranné kompletní řešení. Dokonce i kabely jsou od společnosti TURCK.“ Společnost Freppon mohla u firmy DS Smith podle potřeby kombinovat počet a barvy prvků světelného signálu. V tomto případě byl zvolen konvenční světelný signál se třemi světelnými jednotkami pro červenou, žlutou a zelenou barvu a sirénovým prvkem.

Spolehlivá detekce objektů 

Hlavní výhodou snímače LTF12 je jeho schopnost spolehlivě detekovat objekty. Z výšky 0,5 až 12 metrů dokáže detekovat objekty bez ohledu na materiálové složení a barvu, a to i z úzkých úhlů pohledu nebo při jasném okolním osvětlení až do 40 000 luxů. Uživatelé tak mohou senzor instalovat velmi flexibilně. Senzor LTF12 používaný ve společnosti DS Smith je umístěn na papírenském lisu a směřuje shora dolů na bod vzdálený pět metrů před výstupem stroje.