Inleiding
Autofabrikanten kunnen meer dan € 100.000.000 investeren in een nieuw paintshop-systeem. Een investering die niet mis is, wat betekent dat het systeem vele jaren dienst moet doen om het waard te zijn. Dürr is wereld’s toonaangevende leverancier van paintshop-systemen voor fabrikanten van autocomponenten. Op het hoofdkantoor in Stuttgart, Duitsland, is slechts één woord nodig om de cultuur te omschrijven: kwaliteit.
ATS is de leverancier bij voorkeur van Dürr en ondersteunt de Control System Group met extra capaciteit en kennis. Tijdens een bezoek kortgeleden, wilde Mike James, Group Managing Director van ATS, weten wat Dürr’s visie is op de toekomst en hoe de besturingsfilosofie zich zal ontwikkelen.
Helmut Kohler, Manager Control Systems, legt enthousiast uit hoe zijn groep kwaliteit inbouwt in de geautomatiseerde spuitsystemen. Naast op PLC gebaseerde besturingssystemen, heeft Dürr ook een controle-installatie en bedieningssysteem ontwikkeld dat tevens het proces bewaakt, genaamd EMOS (.Equipment Monitoring Operating System).
EMOS is de bedieningsinterface van het systeem waarbij alle relevante informatie over systeemcondities beschikbaar is voor de bediener. Door uniforme bedieningspanelen te gebruiken en in alle opzichten een uniforme bedieningsfilosofie toe te passen, kunnen verschillende gebruikersgroepen (managers, operators en onderhoudspersoneel) snel en efficiënt informatie oproepen.
Om het systeem te voorzien van ‘intelligentie’, gebruikt Dürr de zogenaamde EcoDBS (Dürr Basis Software). EcoDBS is geschikt om software bouwstenen te gebruiken voor PLC besturingssystemen. Deze bouwstenen hebben een standaard interface (input en output definities) door welke de functionaliteit beinvloed kan worden. Ieder hardware onderdeel heeft zijn eigen bouwsteen. Door gebruik te maken van deze stenen wordt het bouwen van het complete systeem vereenvoudigd. Het is slechts een kwestie van het verbinden van de interfaces.
De I/O modules die Dürr gebruikt, heten EcoDIM21 (decentralized intelligent modules voor de 21e eeuw). Deze modules zijn gedecentraliseerde I/O modules, aan elkaar gekoppeld met gebruikmaking van de nieuwste Fieldbus technologieën.
Het Volkswagen project
In de lente van 2002 implementeerde Dürr voor het eerst een op componenten gebaseerd, geautomatiseerd paintshop-systeem bij Volkswagen AG in Wolfsburg. Een EcoDIM21 module bestuurt iedere sectie in de paintshop. Ieder van deze modules bevat een ET 200S gedistribueerd I/O station met een IM151 CPU. Alle EcoDIM21 modules zijn met elkaar verbonden via Profibus, met gebruik van de nieuwe, open PROFInet communicatiestandaard. De resulterende PROFInet componenten
van alle EcoDIM21 modules worden eerst geimporteerd in een Simatic iMap engineering tool. Met deze tool kan de communicatie tussen de componenten geconfigureerd worden naar een simpele grafische aanpak. Een Simatic Net PROFInet OPC server op de server PC wordt gebruikt om te communiceren met de EcoDIM21 modules. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een Simatic Net IE/PB Link als Profibus naar Ethernet gateway (de IM151 CPU’s zijn geprogrammeerd met de nieuwe EcoDBS, Dürr Basis Software, voor OPC’s).
De 2 server PC’s (OPC-Master als server en EMOS 1 als standby server) zijn uitgerust met Microsoft Windows 2000 en Wonderware InTouch en dienen als basis voor EMOS. De hierboven genoemde Simatic Net PROFInet OPC server communiceert met de EcoDIM21 modules en bestuurt de procestechnologie. De Wonderware I/O server voor Siemens SIMATIC NET S7 communiceert met de S7-400 PLC’s die de transportbanden besturen.
De OPC-Master PC is verbonden met het Siemens Sicalis productiebewakings- en besturingssysteem. Dit is de laag die zich bovenop de Dürr EMOS. laag bevindt. Sicalis PMC is verantwoordelijk voor de logistieke operaties binnen de paintshop. Sicalis slaat productiegegevens en procesparameters op in een database. De data in deze database worden beschikbaar voor de EMOS. applicatie met behulp van een ODBC link.
Ontwikkeling van de gebruikersinterface
Behalve voor het testen en installeren van de OPC link tussen de Siemens hardware en de server computers, waren de ATS engineers ook verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de gebruikersinterface. Zij ontwikkelden alle benodigde screens volgens de EMOS. standaard en filosofie. De screens moesten voldoen aan talrijke standaards die gelden voor de automatiseringsindustrie. De communicatiepunten, door welke de EMOS. applicatie communiceert met de OPC server, werden gecreëerd en verbonden met gebruik van Dürr’s nieuwste ontwerp-tool, de Tag Generator OPC. Voor de standaard S7-PLC-transportbandbesturingstechnologie werd de DATABASE-Generator 2 gebruikt om de EMOS. variabelen te creëren.
De EMOS. Master-Applicatie loopt op de server waar het ook op ontwikkeld werd. De bediening PC’s (Clients) verkrijgen een locale kopie van de server. Wanneer de applicatie wijzigt, geeft de developer dit door aan de Clients en de nieuwe applicatie wordt automatisch gekopieerd.
De Clients maken verbinding met de server computer met het SuiteLink Protocol. Het SuiteLink Protocol is gebaseerd op TCP/IP en komt het best tot zijn recht in industriële applicaties waar tijd- en kwaliteitswaarde, uitgebreide diagnostiek en snelle doorvoering belangrijk zijn. De eerste keer proefdraaien vond plaats 3 maanden na de start van het project.
Na nog eens 3 maanden werd de paintshop in productie genomen. Dit was in meerdere opzichten een interessant project. Het was de eerste keer dat Dürr een op componenten gebaseerde automatisering implementeerde. Het was ook de eerste keer dat Dürr gebruik maakte van OPC. Maar het meest aantrekkelijke van dit project is, dat het werd gerealiseerd met hoogstaande hard– en software.
ATS’ projectleiders Jens Bangert en Frank Dilcher waren betrokken bij dit grote project. Jens was verantwoordelijk voor de procestechnologie en Frank voor de transportbandtechnologie. De belangrijkste punten van dit project:
1. Nieuwe OPC Standaard
Aangezien S7 OPC voor het eerst gebruikt zou worden, werd er een nieuwe basis standaard voor OPC ontwikkeld om de PLC te programmeren. Om dit te bereiken werden vier nieuwe bouwstenen gebruikt in de PLC. EMOS. volgde de nieuwe bouwstenen en ontwikkelde nieuwe symbolen voor de procestechnologie (pompen, ventielen, aandrijvingen etc.) gebaseerd op de standaard. Ieder statusvenster voor de nieuwe bouwstenen moest gemaakt en getest worden. De variabelen voor EMOS. werden gemaakt met de nieuwe Tag Generator OPC. Deze tool werd geoptimaliseerd gedurende het hele project.
2. Schermontwikkeling
Met gebruikmaking van de transport technologie en mechanische specificaties voor de procestechnologie, werden de schermen ontworpen en ontwikkeld volgens de DÜRR- EMOS. standaard. De communicatiepuntentags werd gemaakt en aangesloten met Dürr’s ontwerp tools, de Tag Generator OPC en de DATABASE-Generator 2. Deze tools worden ook gebruikt om de alarmrapporten te definiëren voor EMOS.
3. Voorbereiden en inbedrijfnemen
Installatie van de EMOS.-computer met software:
• Win2000
• InTouch 7.1
• Wonderware I/O server for Siemens SIMATIC NET S7
• Simatic Net Version 6.0
• Installatie van de EMOS.-computer in het bedieningsstation
• Verbinden van de EMOS.-computer met het TCP/IP netwerk
• Configuratie van het netwerk met de VW systeem beheerders
4. Inbedrijfnemen
• Testen van alle applicaties met de PLC programmeurs, transport-engineers en de operators
• Optimaliseren van de EMOS. applicatie
• Integratie van de projectuitbreidingen
• Optimaliseren en testen van de OPC server software in nauwe samenwerking met Siemens engineers
5. Training
Instructies en training geven aan de operators van de EMOS. applicatie
Conclusie
Bij een project van deze omvang, met de aanname van nieuwe standaards, is het niet verrassend dat veel tijd gewijd moest worden aan het corrigeren van sommige standaards en interfaces. Deze praktische aanpak verbeterde de standaard “bibliotheek” aanzienlijk zonder ernstige vertragingen te veroorzaken.
Toen Helmut Kohler werd gevraagd naar de volgende stap in de Dürr strategie, legde hij uit dat het sleutelwoord harmonisering is. Dürr heeft de laatste jaren verschillende bedrijven aangekocht en ieder volgde een andere besturingsstrategie.
Door de besturingsstrategieën te harmoniseren door de hele organisatie heen, verwacht Helmut efficiëntie- en kwaliteitsverbeteringen te bereiken. Hij meent ook dat er meer gewerkt moet worden aan de integratie van besturings- en bediening interfacesystemen in het hele bedrijfsproces. Een meer geavanceerde versie van EMOS., genaamd EMOS-SM (System Management) gaat een stap verder dan EMOS door het besturingsproces in contact te brengen met ERP-(Enterprise Resource Planning) systemen. Helmut zegt dat Dürr veel tijd zal wijden aan dit productgebied en klanten nieuwe modules zal bieden, aangezien de software technologie zich blijft ontwikkelen. De voortdurende drang naar fabricage technologieën die ‘lean and mean’ zijn, is levendig aanwezig in de denkwijze van Dürr en in haar keuze van partners zoals ATS. Helmut stelde vast dat de vakkundige softwarekennis van ATS heeft geholpen om vele projecten tot een succesvol einde te brengen. ATS geeft klanten onafhankelijk advies in plaats van leveranciergerichte oplossingen.
Connectivity in Dürr
