Firma Huntsman, jeden z wiodących na świecie producentów i dystrybutorów różnego rodzaju substancji i produktów chemicznych, opracowując nową strategię rozwoju i ekspansji rynkowej, zdecydowała się na wykorzystanie w swoich zakładach systemów monitoringu i sterowania opartych na komunikacji bezprzewodowej. To właśnie technologie bezprzewodowe mają zapewnić jej realizację hasła „Projektów ZERO” – a więc aplikacji produkcyjnych z zerowym udziałem wadliwych produktów, zerowym odsetkiem wypadków przy pracy, zerowym poziomem szkodliwego wpływu na środowisko oraz całkowitym wyeliminowaniem nieplanowanych przestojów – awarii.
Wiceprezes firmy Huntsman John Pros wraz zespołem pracowników z zakładów Port Naches (USA) od dłuższego czasu poszukiwał systemu, który wniósłby nową wartość do firmy poprzez zwiększenie bezpieczeństwa procesów i pracowników, poprawę poziomu oddziaływania procesów na środowisko oraz wydajności samych procesów w zakładach w Port Naches, obejmujących obszar ok. 10 km2. Z tymi zakładami, oddalonymi o ok. 180 kilometrów od Huston w Teksasie, współpracuje stale około 100 kontrahentów, a zatrudnionych jest w nich ponad 500 osób.
W czasie rzeczywistym
Podstawowym wymogiem stawianym przez firmę Huntsman systemowi sterowania i monitoringu była zdolność do dostarczenia pracownikom niezbędnych danych w czasie rzeczywistym, tak by mogli jak najszybciej reagować na zmiany parametrów procesowych, utrzymując ich należytą wydajność, niezależnie od tego, gdzie się aktualnie znajdują. – Jeżeli tylko operatorzy, dokonując obchodu zakładu, zostaną poinformowani o wystąpieniu zagrożenia, powinni jak najszybciej móc je zlokalizować i zneutralizować – wyjaśnia Kim Hoyt, kierownik produkcji w zakładach Huntsman. – Nawet jeżeli jakieś urządzenie pracuje poza strefą bezpieczeństwa, mimo to operatorzy mogą natychmiast podjąć pewne działania zmierzające do ustawienia danej maszyny w stan bezpieczny lub jej wyłączenia. W ten sposób, dzięki sprawniejszemu i bardziej niezawodnemu działaniu maszyn w procesach produkcji i przetwarzania, wzrastają oszczędności związane z ich serwisowaniem i obsługą eksploatacyjną, co pozwala również na zwiększenie nakładów na kolejne usprawnienia – dodaje Kim Hoyt.
Przy opracowywaniu „Projektów ZERO” firma Huntsman współpracuje z Industrial Mobility, Apprion i Motorolą. Industrial Mobility to dostawca oprogramowania MobilOps, zapewniającego operatorom możliwość dokonywania „inteligentnych” obchodów linii produkcyjnych, zmiany parametrów zależnie od stanu pracy maszyn, monitorowania i sterowania standardowymi operacjami na danych stanowiskach oraz wprowadzania bieżących korekt, monitorowania jakości produktów i półproduktów na linii produkcyjnej.
Jedna lokalizacja dla danych o bezpieczeństwie
W opinii zespołu inżynierskiego firmy Huntsman zarządzanie informacjami związanymi z bezpieczeństwem maszyn i osób w jednym dedykowanym miejscu – serwerze, jest podejściem bardziej efektywnym, niż budowanie zagnieżdżonych, lokalnych, rozproszonych modułów akwizycji danych w ustalonych strefach zakładowych i ich obsługa z systemu nadrzędnego. Pakiet programowy MobileOps zawiera narzędzie obsługi dedykowanego serwera danych, które są przez ten pakiet analizowane i wszystkie ewentualne informacje o niebezpiecznych zmianach parametrów wysyłane są bezpośrednio do mobilnych modułów operatorskich, tak by operatorzy mogli szybko reagować. Ponadto na żądanie każdy z nich może w dowolnej chwili uzyskać wgląd do danych i informacji historycznych.
Integrator systemu – firma Apprion, jako mobilne moduły sterowniczo-kontrolne, zdolne do współpracy z pakietem programowym MobileOps – wybrał komputery przenośne MC 9090 firmy Motorola, ze specjalnie wzmocnionymi obudowami. Dzięki nim operatorzy mają łączność z systemem transmisji danych na terenie całego zakładu, poprzez sieć bezprzewodową Apprion Ion System przeznaczoną do zastosowań w środowiskach zagrożenia pożarowego klasy 1, kategorii 2.
Zbudowana w zakładach Huntsman Port Naches sieć komunikacyjna zawiera:
- 91 przemysłowych modułów bezprzewodowych Apprion Ionizers (seria 2200) do stref klasy 1, kategorii 2, bazujących na standardzie komunikacji IEEE 802.11g,
- 50 przenośnych komputerów MC 9090 firmy Motorola do zastosowań przemysłowych, z czytnikami kart-etykiet RFID,
- sieć radiową WiMax 802.16 dedykowaną transmisji danych z modułów rozproszonych, stref izolowanych, do serwera danych,
- pasywne etykiety RFID umieszczone na niemal wszystkich urządzeniach w zakładzie, pomocne w ich szybkiej identyfikacji przy wspomnianych już wcześniej inteligentnych obchodach operatorskich.
Spadek liczby wypadków niebezpiecznych o 75%
W październiku ubiegłego roku omawiany system został już wdrożony w trzech obiektach zakładów w Port Naches. Wstępne wyniki wskazują na znaczną poprawę parametrów związanych z wydajnością i niezawodnością funkcjonowania procesów, co oznacza, że zamierzony cel – „Projekty ZERO”, jest możliwy do osiągnięcia. Na przykład po uruchomieniu systemu liczba pomp wymagających codziennej inspekcji zmniejszyła się o połowę, dzięki czemu operatorzy moga poświęcić czas na inne istotne dla procesów produkcyjnych aplikacje. Monitoring parametrów procesowych i eksploatacyjnych maszyn doprowadził do znacznego zwiększenia ich wydajności i bezawaryjności, a w ostatecznym rozrachunku do oszczędności i wydłużenia okresu żywotności.
Po zainstalowaniu i uruchomieniu bezprzewodowego systemu akwizycji danych, monitoringu i sterowania wszystkie dane procesowe dostępne są w postaci elektronicznej, a operatorzy zyskali większą swobodę działania, przy jednoczesnym wzroście jego skuteczności.
Oto najważniejsze rezultaty wdrożenia:
- większa niezawodność urządzeń i usprawnienie przebiegu procesów dzięki szybkiemu i pewnemu dostarczaniu dokładnych danych o stanie maszyn i procesów do mobilnych paneli operatorskich,
- redukcja o 75% liczby wypadków niebezpiecznych; dostarczanie danych o bezpieczeństwie i ewentualnych zagrożeniach prosto do operatorów pracujących w danej strefie, gwarantuje szybką i odpowiednią reakcję na te zdarzenia,
- większa skuteczność w zakresie wykrywania zagrożeń i symptomów awarii, zarówno w działaniach maszyn, jak i działań organizacyjnych, serwisowych, obsługi; stworzenie bardziej bezpiecznych i pewnych warunków pracy ludzi i maszyn,
- zwiększenie okresu bezawaryjności maszyn i w efekcie zwiększenie ich wydajności oraz jakości wytwarzanych produktów.
Pierwsze wyniki funkcjonowania nowego systemu wskazują więc na jego dużą skuteczność, szybki zwrot inwestycji oraz wydają się być dobrym prognostykiem na przyszłość w kwestii możliwości realizacji tzw. Projektów ZERO.
Artykuł pod redakcją dr. inż. Andrzeja Ożadowicza, AGH Kraków
Autor: Damian Żabicki
