Керування та контроль виробничих ліній пакування та розливу напоїв KHS на базі HMI зі SCADA zenon

06/12/2023

Сучасні людино-машинні інтерфейси (HMI) забезпечують ефективне керування робочими процесами, мають привабливий дизайн і оптимальний рівень функціональності для взаємодії з технологічним обладнанням. Компанія KHS, один зі світових лідерів ринку розливу та пакування продукції, розробила нове програмне рішення в сфері керування та експлуатації виробничих ліній та машин в сегменті виробництва напоїв на базі програмного комплексу HMI/SCADA zenon.

Як одна з провідних світових компаній, що налічує близько 4400 співробітників у більш ніж 60 країнах, KHS займається розробкою та виробництвом машин і обладнання для розливу та пакування в харчовій галузі. Оскільки виробництво напоїв, розлив та пакування складається з низки дуже складних процесів, дружнє та інтуїтивно зрозуміле керування обладнанням набуває все більшого значення. Для того, щоб зробити ці процеси якомога зрозумілішими для користувача, KHS вирішила розробити єдине, просте та стандартизоване рішення: новий інтерфейс "ClearLine HMI".

РОЗРОБКА У ВІДПОВІДНОСТІ З КОНЦЕПЦІЄЮ ЛЮДИНООРІЄНТОВАНОСТІ

Спільно з Fraunhofer IAO, KHS розробила концепцію нового HMI, що відповідає потребам та вимогам людей із різною кваліфікацією. Метою розробки є поєднання функціональності та естетичного вигляду, створення позитивного сприйняття при виконанні повсякденних операцій шляхом легкості освоєння та підвищення ефективності. Щоб досягти цього, партнери проекту вивчили різні групи користувачів, які виконують відповідну роботу на виробничих лініях чи верстатах. Іншим завданням розробки нової концепції HMI була стандартизація інтерфейсів для різних типів машин, і як наслідок – для цілої виробничої лінії. Архітектура подання інформації та механізми навігації були визначені на основі індивідуальних тестів користувачів та у тісній співпраці з розробниками обладнання KHS.

"Наша мета – запропонувати клієнтам єдину і стандартизовану платформу, яка характеризувалася б найвищим ступенем зручності для користувачів. Ми також хотіли домогтися, щоб співробітники змогли легко працювати з різними машинами на виробничій лінії без трудомісткого навчання, користуючись при цьому своєю національною мовою. Фактор розпізнавання дуже важливий для ефективної та продуктивної роботи" – пояснює к.т.н. Петер Штелтер (Peter Stelter), віце-президент з технічного розвитку KHS GmbH.

ПОЧАТОК РУХУ ЗАЛІЗНИЦІ

На розробку та впровадження пілотного проекту пішло шість місяців. Оцінивши  успіх від його впровадження, Norwegian National Rail Administration обрали IETV для модернізації обладнання контролю та керування ще шістнадцяти додаткових підстанцій своєї мережі.

Впровадження проекту на кожному з об'єктів складається з декількох етапів: спочатку IETV відвідує місце, щоб зробити фото і опис конкретного об'єкта і вимоги до наявної підстанції. Потім розробляється комплексне рішення для електричних схем та мереж. Коли проект завершено і схвалено, збираються шафи з релейною автоматикою, після чого починається складна робота з програмування кожної схеми.

ПРОЕКТУВАННЯ ІНТЕРФЕЙСУ КОРИСТУВАЧА ЗА ДОПОМОГОЮ ZENON

Крім нової концепції "ClearLine HMI", KHS і Fraunhofer IAO проаналізували також продуктивність і функціональність різних рішень HMI/SCADA. Після ретельної оцінки для вирішення поставленої задачі KHS обрала zenon від австрійської компанії COPA-DATA. "zenon, як HMI/SCADA платформа, пропонує саме те, що нам потрібно для наших машин і виробничих ліній. Цей програмний комплекс має високорозвинені можливості виведення графічної інформації, а численні елементи HMI вже включені до складу системи за замовчуванням. Крім цього, є комплексні функції адміністрування користувачів та прав доступу, керування рецептами, моделювання обладнання, та журнали повідомлень про тривогу, — розповідає Карстен Волльмер (Karsten Vollmer), продукт-менеджер відділу технічного розвитку KHS GmbH. — Також zenon надає можливість створення інтерфейсів до інших систем. Цей фунціонал гнучкого розширення у довгостроковій перспективі має для нас величезне значення."

СТАНДАРТИЗОВАНИЙ І ДРУЖНІЙ ІНТЕРФЕЙС КОРИСТУВАЧА

При розробці сучасних HMI велика увага приділяється взаємодії різних користувачів із системою, пошуку оптимальних рішень для моніторингу всієї виробничої лінії та можливості просто та швидко усунути несправність. Нові функції, форми візуалізації та засоби взаємодії допомагають в керуванні та контролю роботи обладнання. Ясне та ефективне структурування екранів та функцій підвищує безпеку та ефективність роботи та завжди акцентує увагу користувача на важливих елементах. Відповідний дизайн індикаторів та елементів керування робить їх інтуїтивно зрозумілими і дозволяє користувачам швидко розібратися в них. Елементи керування, логічно пов'язані один з одним, чітко згруповані та легко відрізняються від інших елементів. Крім того, багато з них супроводжуються графічними символами, такими як видалення, фільтрація, скидання, збереження.

Використання кольорових палітр допомагає оператору в орієнтації та моніторингу, дозволяючи швидко переглядати всю важливу інформацію. KHS, як колір фону, обрала антрацит, який у поєднанні з їх шрифтом і кольором забезпечує хорошу читабельність і впізнаваність всіх екранних елементів у промислових умовах. Було продумано й інші колірні схеми. Наприклад, службові екрани, екрани трендів та екрани з технологічними процесами мають чітко визначені кольори фону, що дозволяють швидко зорієнтуватися та виконати необхідні операції. Новий "ClearLine HMI" використовує функціональні структурні індикатори замість напівреалістичних просторових символів. І, як результат, зокрема для завдань моніторингу, досягається проста та зрозуміла візуалізація.

ДОБРЕ ПРОДУМАНИЙ І СТРУКТУРОВАНИЙ ДИЗАЙН

Стандартизований інтерфейс для всіх машин KHS складається з рядка заголовка з інформацією про машину і користувача, рядка стану, навігації, головного вікна, панелі меню і функцій машини. На панелі навігації машини розміщені символи, що активують функції, такі як транспортування, миття, розлив, етикетування, формування пляшок, закупорка та інше. У головному вікні також можуть відображатися різні індикатори та елементи, необхідні для моніторингу та керування. Для виконання певних завдань оператори мають доступ до додаткових детальних інструкцій, що являють собою пояснення і послідовність робочих кроків, які рекомендується виконати у тому чи іншому випадку. Керування машиною здійснюється за допомогою функцій, що відображаються у вигляді кнопок. У головному меню користувач може вибрати мову, довідку, логін і т.д., а також зробити вибір різних основних операцій, таких як виробництво, керування машиною або запуск роботи. Також можна змінити налаштування та параметризацію панелі HMI.

ЩЕ БІЛЬШ ЕФЕКТИВНА РОБОТА

Інтегроване керування "Обраним" є ще однією особливістю інтерфейсу KHS. Користувачі самі можуть визначити своє індивідуальне "Обране", і таким чином швидше дістатися до часто використовуваної інформації, функцій, екранів. Довідковий розділ спроектований таким чином, що завдяки картинкам, що доповнюють текст довідки, зорієнтуватися зможе навіть малодосвідчений співробітник. Повідомлення та проблеми з машинами або окремими компонентами відображаються в рядку стану. Крім пояснення та інформації про помилку або усунення несправності, колір фону передає інформацію про пріоритет, з яким повідомлення має бути опрацьовано: наприклад, синій розшифровується як "несправність", жовтий – "попередження", а білий – "інформація".

КЕРУВАННЯ ДОСТУПОМ НА ОСНОВІ РОЛЕЙ З ІДЕНТИФІКАЦІЄЮ ПО RFID

Контроль доступу є важливим компонентом продуманої концепції юзабіліті. Для цих цілей KHS використовує механізм адміністрування користувачів, інтегрований в zenon, використовуючи замість звичайної ієрархії користувачів доступ на основі ролей, гарантуючи операторам машин та обслуговуючому персоналу доступ точно до тих функцій, огляду та екранів, що дійсно необхідні для виконання їх завдань. "Механізм адміністрування користувачів дає нам саме те, що потрібно для реалізації наших стандартів безпеки: різні профілі користувачів з багаторівневими можливостями, комплексне відстеження всіх дій за допомогою журналу реєстрації подій, а також збереження та архівації системних журналів", - пояснює Карстен.

МОНІТОРИНГ ЗІ СМАРТФОНУ

KHS також використовує Everywhere App від zenon, щоб дати користувачам можливість бачити прямо на екрані їх смартфона дані з проекту SCADA в режимі реального часу. Аутентифікація здійснюється за допомогою механізму адміністрування користувачів zenon. Оператори обладнання розливу та пакування, так само як і керівництво цеху, можуть швидко отримати повний огляд виробничої лінії, окремих її машин та відповідну інформацію про їхній стан. На деталізованому екрані доступна інформація про тип машини і спосіб керування. Крім того, їм доступні тексти повідомлень (аварійних та інформаційних), відображається поточна програма (виробництво, обслуговування, чищення), типи напоїв та інші параметри. "Мобільні пристрої для моніторингу та керування у виробничих середовищах дають значний потенціал для підвищення зручності користування, і в кінцевому підсумку, до підвищення продуктивності людино-машинної взаємодії. Завдяки інтеграції програми KHS Everywhere App від zenon, ми можемо запропонувати нашим клієнтам доступ до необхідної інформації в потрібний час і в потрібному місці", - додає Карстен.

СВІТОВЕ ВИЗНАННЯ: "CLEARLINE HMI" НА БАЗІ ZENON

Компанія KHS вже отримала кілька престижних нагород за нову концепцію користувача та інноваційний інтерфейс, включаючи "Red dot: best of the best", "iF product design award" та "iF gold award". Нагороди від незалежних інститутів – це позитивний результат, але набагато важливіші гарні відгуки, які KHS отримує від ринку. В перелік компаній, що вже використовують "ClearLine HMI", входить, серед інших, один з найбільших пивоварних концернів Німеччини. З великим успіхом система вже використовується в багатьох місцях по всьому світу.

"Завдяки нашому новому інтерфейсу "ClearLine HMI" на основі zenon ми досягли зниження витрат на персонал, що здійснює експлуатацію та керування всією виробничою лінією. Зрозуміле, ергономічне рішення керування машинами та обладнанням KHS дає нашим клієнтам важливу конкурентну перевагу." — Петер Штелтер з KHS GMBH.

СВ АЛЬТЕРА є ексклюзивним дистриб’ютором компанії COPA-DATA в Україні. В разі зацікавленості в реалізації подібних проектів або для придбання SCADA zenon звертайтесь в центральний офіс компанії СВ АЛЬТЕРА.