Modernizacja systemów sterowania maszyn w branży tekstylnej w oparciu o sterowniki PLC+HMI Horner APG

Jeden z włoskich producentów wełny i tekstyliów postanowił zmodernizować system sterowania maszyn do czyszczenia włókien, nazywanych zgrzeblarkami. Celem projektu było m.in. zwiększenie wydajności i zmniejszenie ilości maszyn produkcyjnych oraz umożliwienie użytkownikom zdalnej kontroli nad systemami sterowania w czasie rzeczywistym.

Jak działają maszyny do czyszczenia włókien czyli zgrzeblarki?

Zadaniem zgrzeblarek jest przygotowanie surowych włókien tekstylnych (np. wełny czy bawełny) do dalszej obróbki. W tym celu włókna zostają przepuszczone przez kilka wałków z różnymi obiciami, które rozplątują je, układają równolegle i formują z nich jednolitą masę, z której następnie zostaje uprzędzony materiał.

Zgrzeblarki umożliwiają także łączenie różnych rodzajów włókien. Zmieniający się rynek i wymagania klientów wymagają ciągłego usprawniania procesu produkcyjnego np. poprzez modernizację parku maszynowego i linii produkcyjnych.

Maszyny wytwarzały wiele rodzajów tkanin, a przygotowywanie nowych receptur wymagało częstych zmian częstotliwości w napędach bezszczotkowych oraz sterownikach ruchu. Dynamicznie zmieniający się proces musiał więc być pod ciągłą kontrolą.

Realizacja projektu modernizacji systemu sterowania maszyn

Biorąc pod uwagę wyzwania i dostępny budżet, zdecydowano się zmodernizować systemy sterowania zgrzeblarek w oparciu o sterowniki PLC+HMI od Horner APG . Do modernizacji wykorzystano zintegrowane sterowniki PLC+HMI Horner EXL10 z dołączonymi modułami komunikacyjnymi SmartRails oraz zdalnym dostępem WebMI.

Jednym z powodów zastosowania sterownika PLC+HMI Horner EXL10 jest elastyczność, jaką oferuje w zakresie przyszłych modyfikacji. Przede wszystkim, sterownik PLC+HMI EXL10 jest łatwy w rozbudowie, ponieważ posiada dwa porty sieci CANopen. To umożliwia łatwą komunikację sieciową z układami I/O i innymi sterownikami PLC, a dwa porty Ethernet pozwalają uzyskać zdalny dostęp do maszyny za pośrednictwem przeglądarki internetowej.

Zgrzeblarki mają co najmniej dziewięć silników asynchronicznych. Sterownik PLC+HMI Horner EXL10 kontroluje przyspieszanie i hamowanie maszyn, aby te akcje były jak najbardziej płynne. Komunikacja z napędami odbywa się z wykorzystaniem protokołów sieci CANopen, które pozwalają na śledzenie bieżącego stanu napędów i ich parametrów.

Wszystkie układy wejść/wyjść działają na modułach SmartRails  w odseparowanej sieci CsCAN. Moduły komunikują się z innymi sterownikami PLC w fabryce, w celu wymiany danych produkcyjnych oraz synchronizacji. Komunikacji Ethernetowej używa się do zdalnego dostępu oraz połączenia z intranetem.

Program sterowania utworzono w oprogramowaniu Cscape, w języku Advanced Ladder. Cscape pozwolił też na łatwą konfigurację zdalnego dostępu, przy pomocy WebMI.

WebMI (Web Machine Interface) umożliwia monitorowanie i kontrolę procesów produkcji z poziomu przeglądarki internetowej na komputerze, tablecie lub innym urządzeniu mobilnym bez konieczności instalowania dodatkowego oprogramowania.

Eksport ekranów ze sterownika odbywa się w sposób automatyczny przy pomocy oprogramowania narzędziowego Cscape; nie jest więc wymagana znajomość języka HTML. Użytkownik ma możliwość wyeksportowania wszystkich przygotowanych ekranów operatorskich, a także wykonania dedykowanych ekranów serwisowych.

 „Mały gabaryt i szeroki wachlarz dostępnych konfiguracji I/O, bardzo łatwe programowanie całego systemu sterowania  z użyciem jednego bezpłatnego narzędzia oraz pełna kompatybilność wszystkich serii dostarczanych urządzeń powodują, że po sterowniki PLC+HMI marki Horner APG sięgają ci klienci, którzy szukają produktów łatwych i szybkich we wdrożeniu. Takich klientów z roku na rok przybywa, o czym świadczą oficjalne raporty rynku PLC, pokazujące rosnący trend wykorzystania sterowników zintegrowanych w małych i średnich systemach automatyki” – mówi menedżer ds. produktów Horner APG w firmie ASTOR, Piotr Adamczyk.

Korzyści z modernizacji systemu sterowania maszyn

Reasumując, główną korzyścią, jaką odnieśli użytkownicy systemu, było zwiększenie wydajności maszyn, dzięki któremu udało się zmniejszyć liczbę zgrzeblarek z 3 do 2. Wdrożone rozwiązanie umożliwiło także zdalny dostęp do maszyn w czasie rzeczywistym, co ułatwiło sterowanie skomplikowanym i dynamicznie zmieniającym się procesem.

Wiekowe już maszyny do czyszczenia włókien udało się skomunikować z nowoczesnym sterownikiem PLC+HMI firmy Horner APG. Zaletą tego rozwiązania jest interfejs operatorski HMI zintegrowany ze sterownikiem PLC. Połączenie to bardzo ułatwia programowanie – ze względu na bazę zmiennych wspólną dla PLC i HMI, pozwalającą operatorowi bardzo szybko tworzyć proste wizualizacje.

Eliminuje to również konieczność komunikacji systemu sterowania z wizualizacją. Dla mniejszych maszyn jest to najlepsze, optymalne kosztowo i najprostsze we wdrożeniu rozwiązanie.

Chcesz dowiedzieć się, jak programować sterowniki PLC+HMI od Horner APG? Zobacz nasz bezpłatny kurs

Redakcja: Szymon Rejek, na podstawie case study Horner Automation