TIA in der Getränkeindustrie

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1 39. Jahrestagung des SAK Aktuelle Engineering- und Systemkonzepte in der Automatisierung April 2008 TIA in der Getränkeindustrie Simatic IT und PCS7 im Verbund Markus Breuer Software Architect Xavo AG Enterprise IT Solutions Meistersingerstr Bayreuth

2 Xavo AG > 2000 > 2003 > 2006 > Gründung in Bayreuth > MES für die Tabakindustrie > Erster Siemens Certified SIMATIC IT (MES) Partner in Deutschland > MES für die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie > Eröffnung der Niederlassung Nürnberg Bayreuth Bayreuth Nürnberg Nürnberg > 2007 > Eröffnung der Niederlassung Basel > MES für die Pharmaindustrie / Biotechnologie > MES für die Umwelttechnologie Basel Folie 2

3 Vorstellung Xavo AG: Kompetenzen > Kompetenz in MES > Produktentwicklung, Produktionsplanung, Produktionsdurchführung, Qualitätsmanagement, Ressourcenmanagement, Datenerfassung, KPI, Rückverfolgbarkeit, Sicherung der Produktintegrität etc. > Kompetenz in innerbetrieblicher Logistik > Lagerverwaltung, Materialflusssteuerung > Nutzung innovativer Produkte und Lösungen > SIMATIC IT (SIEMENS) für MES > WarehouseExpert (Swisslog) für Lagerverwaltungssysteme > TransConnect (SQL) für SAP-Kopplung und EAI > Promexx (Xavo) als MES-Suite für Spezifikation und Produktion Folie 3

4 Xavo MES Applikationen für Produktentwicklung, Produktion, Qualitätsmanagement und Intralogistik > Industrien Tabak Brauereien Pharma Diskrete Fertigung > For Areas Tankfarmen Primary Secondary Intralogistik Folie 4

5 Projektumfeld > Notwendigkeiten von Transfers in der Getränkeindustrie > Verschiedene teilweise gleichzeitig ablaufende Transfers > Gegenseitige Verriegelungen > Anforderungen an Tracking und Tracing (Nachvollziehbarkeit) > Komplexität von Transfers in der Getränkeindustrie > Unterstützung von unterschiedlichen, möglichen Wegen > Zuverlässiges Verhindern von Vermischungen > Viele Quellen sind mit vielen Zielen verbunden > Automatische Freischaltung des richtigen Weges (Ansteuern von Ventilen, ) Folie 5

6 Rahmenbedingungen > Simatic PCS 7 > Ist schon vielfach in Brauereien, Molkereien usw. im Einsatz > Ist verantwortlich für die zuverlässige Steuerung von Transfers > Bietet bewährte Technologie mit leistungsfähigen Zusatzbibliotheken > Simatic IT > MES wird auch in diesen Industrien verstärkt ein Thema > Integration mit vorhandenen ERP-Systemen (z.b. SAP) > Forderungen nach durchgängiger Traceability > Optimierte Anlagenauslastung durch effizientere Auftragssteuerung Folie 6

7 PCS7 im Einsatz Folie 7

8 Route Control Manager Folie 8

9 Aufgabenstellung Warenannahme Lagerbereich I Lagerbereich II Versandbereich Folie 9

10 Aufgabenstellung Einlagerung Folie 10

11 Aufgabenstellung Umlagerung Folie 11

12 Aufgabenstellung Auslagerung Folie 12

13 Herausforderung PLM I Einlagerung PLM II Umlagerung PLM III Auslagerung PLM: Process Line Manager (PCS7 Add-On) Folie 13

14 PLM I Einlagerung PLM II Umlagerung Simatic IT PLM III Auslagerung Folie 14

15 Anforderungen > Es besteht die Notwendigkeit, die unterschiedlichen PLM-Bausteine zu koordinieren > Informationen für eine durchgängige Traceability sollten an einer Stelle zusammenlaufen > Komplexe Transferaufträge kommen aus überlagerten Systemen > Der PLM hat gewissen Einschränkungen (Anzahl abgedeckter Anlagenbereiche, Anzahl gleichzeitig laufender Aufträge, Gesamtanzahl Aufträge, Equipmentanzahl) Ziel: Koordination der Zusammenarbeit der PLMs in PCS7 über SIT Zusammenarbeit zwischen PCS7 und SIMATIC IT war eine konsequente Schlussfolgerung Erstellung einer Transfer-Bibliothek basierend auf Simatic IT Folie 15

16 Anforderungen > Hauptziel ist die Erstellung einer SIMATIC IT Lösung für Transferprozesse und Transferaufträge innerhalb verschiedener Produktionsbereiche einer Produktionsanlage in der Getränkeindustrie > Ein Transfer kann aus mehreren Punkt-zu-Punkt Verbindungen bestehen (unterschiedlichen Quellen und unterschiedliche Ziele) > Es müssen mehrere Transporte zur gleichen Zeit möglich sein (sofern anlagentechnisch durchführbar!) > Alle Transferprozesse sind innerhalb von SIMATIC IT zu modellieren und eine Genealogie basierend auf dem SIMATIC IT Materialmodell ist zu erstellen. > Hierfür sind SIMATIC IT Konzepte wie CIL-GEN (Cross Industry Library Genealogie), Spooler usw. zu verwenden Folie 16

17 Systemarchitektur CIL Portal CIL: - Transfer Order Screens - Config Demo: - Production Order Screen - CIP/SIP Screens - Administration - Config POM MM PLM-Lib (KB) Demo-Lib (KB) CIL-GEN Production Modeler Transfer Manager Windows Dienst Transfer Manager Services Transfer Order Synchronizer WinCC WinCC User Archive Importer PLM xx User Archive Folie 17

18 Systemkomponenten > Das CIL Portal wird verwendet, um die Transferaufträge, die CIP/SIP Aufträge und die Konfiguration darzustellen. > Der Production Modeler enthält die PLM Library, welche die PLM spezifischen Funktionalitäten bietet > Die Transfer Manager Services verwalten die unterschiedlichen PLM Instanzen. > Der WinCC User Archive Importer ist verantwortlich für die Synchronisation der Transfers mit dem Material Manager > Der Transfer Order Synchronizer synchronisiert die Aufträge im Production Order Manager mit den Transferaufträgen Folie 18

19 Systemkomponenten > Verwendung des Spooler/Manager Konzeptes > Jede PLM Komponente wird innerhalb des PM durch ein Objekt vom Typ Logical Unit repräsentiert (PLM Spooler). > Ein einziges Objekt Logical Cell auf plant Ebene (PLM Manager) verwaltet die gesamten Transfers. > PLM Manager > Der PLM Manager enthält einen Dispatcher, um die einzelnen Transfers zu koordinieren. Hierzu wird eine Dispatch Table verwendet. - Die Dispatch Table ist eine 2-dimensionale Matrix, die Informationen über die Prioritäten der einzelnen PLMs enthält. > PLM Spooler - Der Transferauftrag definiert Quell- und Zieltanks. Diese Information zusammen mit der Dispatch Table wird verwendet, um den richtigen PLM auszuwählen. > Der PLM Spooler enthält alle Informationen des zugehörigen PLM, die notwendig sind, damit der PLM Manager die Transferaufträge korrekt ausführen kann (wie z.b. mögliche Quell- und Zieltanks) Folie 19

20 Systemkomponenten > MS Windows Server 2003 R2 > MS SQL 2005 SP2 > MS Visual Studio 2005 SP1 > OPC Core Components SDK (OPC Foundation) > OPC.NET API 2.0 (OPC Foundation) > Simatic IT 6.3 SP1 HF1 > CIL-PTL (CIL-Portal Simatic IT 6.3) > CIL-EQU (CIL-Library Equipement Simatic IT 6.3) > CIL-GEN (CIL-Library Genology Simatic IT 6.3) Folie 20

21 Funktionalitäten > Erstellen, Ändern, Löschen und Lesen von Transferaufträgen innerhalb des Production Order Manager > Erstellen, Ändern, Löschen und Lesen von Transferaufträgen innerhalb der einzelnen PLMs (erfolgt über automatische Synchronisation) > Koordination von mehreren PLMs untereinander > Zugriff auf das WinCC User Archive, um gespeicherte Werte aus diesen zu lesen (z.b. Materialbewegungen) > Zugriff auf PCS7 Module über OPC Client Services Folie 21

22 Funktionalitäten > System kann in zwei verschiedenen Modi betrieben werden: > Active Mode (Simatic IT ist der Master) Die Transfers werden von Simatic IT initiiert und die angeschlossenen PLMs führen diese entsprechend aus. > Passive Mode (PLM ist der Master) Einzelne Transferaufträge werden im Leitsystem direkt erfasst. Die übergeordnete Simatic IT Instanz übernimmt diese Informationen und verarbeitet sie entsprechend Folie 22

23 > Konfiguration > Es gibt 3x2 Tanks mit insgesamt 3 PLMs. > Die Tanks T1a/b und T2a/b sind verbunden über den PLM 1 und PLM 2. - PLM 1 wird normalerweise für den Transfer bevorzugt (Priorität 1) - Wenn PLM 1 belegt ist wird alternativ PLM 2 verwendet (Priorität 2). > Die Tanks T2a/b und T3a/b sind verbunden über den PLM 3. - PLM 3 wird für jeden Transfer verwendet (Priorität 1) Tank T1a Tank T1b Tank T2a Tank T2b Tank T3a Tank T3b PLM 1 PLM 2 PLM Folie 23

24 Transfer Order Info <PM Logical Unit> PLM Spooler 1 PLM 1 <PM Logical Cell> PLM Manager Dispatcher Info Info <PM Logical Unit> PLM Spooler 2 <PM Logical Unit> PLM Spooler 3 PLM 2 PLM 3 Plant Level Dispatch Table Priority Parallel PLMs 1 PLM 1 PLM 3 Equipment Level 2 PLM Folie 24

25 > Ein Transferauftrag (T1a T2a) wird erstellt und freigegeben. > Der Transferauftrag wird an den PLM Manager weitergegeben. > Der PLM Manager benutzt die Dispatch Table um den richtigen PLM zu finden. In diesem Fall wird PLM 1 benutzt, da es noch keinen vorher freigegebenen Transferauftrag für PLM 1 gibt. > Der Transferauftrag wird der internen Auftragsqueue hinzugefügt. > Ein weiterer Transferauftrag (T1b T2b) wird erstellt und freigegeben. > Der Transferauftrag wird an den PLM Manager weitergegeben. > Der PLM Manager benutzt die Dispatch Table um den richtigen PLM zu finden. In diesem Fall wird PLM 2 benutzt, da der PLM 1 durch den vorher freigegebenen Auftrag belegt ist Folie 25

26 > Der Transferbedarf in der Getränkeindustrie wird immer komplexer > Die Anforderungen an Rückverfolgbarkeit werden immer höher > Es gibt auf unterer Ebene bereits bewährte Systeme für die Abwicklung von Transferaufträgen (z.b. Process Line Manager) > Diese Systeme haben gewisse Einschränkungen (Anzahl abgedeckter Anlagenbereiche, Anzahl gleichzeitig laufender Aufträge, Gesamtanzahl Aufträge, Equipmentanzahl) > Durch Integration in ein MES (Simatic IT) können diese Einschränkungen eliminiert werden > Einheitliche Plattform für die zentrale Steuerung und Datensammlung Folie 26

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Markus Breuer Software Architect Xavo AG Enterprise IT Solutions Meistersingerstr Bayreuth

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