Kľúčovým prvkom sa stala Bürkert regulačná hlavica 8681, ktorá umožňuje úplne zmeniť spôsob, akým sa riadia a prevádzkujú procesné ventily v závode. Už žiadne rozvody stlačeného vzduchu k rozvádzačom, zato inteligentné zbernicové technológie zvyšujúce spoľahlivosť a efektivitu výrobnej linky.
Rozsah projektu
V rámci projektu sa mal sprevádzkovať nový riadiaci systém schopný spolupracovať s regulačnými ventilmi iných výrobcov a umožňujúci komunikáciu po zbernici, čím sa malo dosiahnuť zlepšenie riadenia výrobnej linky. Ďalším cieľom bolo zredukovať počet náhradných dielov údržby. Predpokladom preto bolo použitie iba jedného typu hlavice 8681.
Závod sa rozkladá na ploche 73.000 m2 a vyrába medzi 300 000 a 550 000 litrov hotového produktu denne. Existujúci systém riadenia ventilov bol asi 15 rokov starý a skladal sa z kombinácie rôznych regulačných hlavíc, niektorých manuálnych, niektorých automatických, avšak široká škála prvkov vzájomne spolu príliš dobre nekooperovala a celková efektivita bola nedostatočná. Jeden z problémov pramenil z existujúceho prívodu vzduchu, ktorý obsahoval olejovú hmlu z kompresora a nebol vhodný na riadenie hygienických ventilov, čo v minulosti bránilo akémukoľvek prechodu na modernejší riadiaci systém.
Projekt na rekonštrukciu celej výrobnej linky obsahoval mnoho aspektov, vrátane nového systému stlačeného vzduchu ako aj vynoveného elektrického napájania pre DC obvody. Táto práca mala byť vykonávaná inými dodávateľmi, jej dokončenie však bolo kľúčové pre postup navrhnutý Bürkertom.
S týmito naplánovanými vylepšeniami mohla byť dokončená inštalácia nového systému riadenia ventilov. Stéphane Gonin, vedúci údržby elektrických častí a automatizácie v závode, zapísal regulačnú hlavicu typu 8681 optimalizovanú pre decentralizovanú automatizáciu procesných ventilov v hygienickej oblasti na zoznam požiadaviek. S decentralizovaným konceptom automatizácie, regulačná hlavica prevezme pneumatické činnosti, spätnú väzbu a diagnostické funkcie až po zbernicovú komunikáciu. Kryt sa ľahko čistí a charakterizuje ho osvedčené IP krytie a chemicky odolné materiály pre použitie v potravinárskom odvetví. Marc Klingler, zodpovedný v Bürkerte za hygienický segment, vysvetľuje: "V minulosti nás Teisseire oslovovalo iba z dôvodu výmeny náhradných dielov s cieľom udržať výrobné linky v prevádzke. Potom, čo prišla ponuka na tento projekt, však v závode chceli, aby sme skoncipovali nový procesný regulačný systém na báze regulačnej hlavice typu 8681.“
Inštalácia
Práce začali na projekte počas plánovanej trojtýždňovej odstávky, po ktorom musela byť výrobná linka plne funkčná. Zvyšné práce Bürkert dokončil počas nasledujúcich dvoch mesiacov bez toho, aby došlo k prerušeniu prevádzky. Použitím univerzálneho adaptéru je možné regulačnú hlavicu 8681 kombinovať so všetkými bežnými škrtiacimi ventilmi, guľovými ventilmi, jednosedlovými a dvojsedlovými ventilmi. Závod disponuje čistiacim CIP (Clean in Place) systémom, ktorý bol pôvodne manuálne riadený. V rámci projektu modernizácie sa CIP systém integroval do plno automatizovaného riadenia, čím sa personálu údržby výrazne znížila časová náročnosť realizácie procesu čistenia.
Klasické riadiace systémy, ako napríklad staršie zariadenia v závode, používajú rozvádzače s ventilovými ostrovmi, s V/V systémom a zbernicovým rozhraním, pričom môžu byť finančne nákladné a to predovšetkým v komplexných výrobných prevádzkach. V takej koncepcii sú armatúry roztrúsené v prevádzke pripojené na regulačné jednotky s početnými a dlhými vedeniami stlačeného vzduchu a potrebujú tiež osobitné spätnoväzobné slučky. Odhliadnuc od nákladného plánovania a inštalácie nie sú takéto riešenia ideálne z hľadiska hygieny.
„Pre produkt od spoločnosti Bürkert sme sa rozhodli najmä preto, že predstavuje pre nás najlepšie riešenie pre zlepšenie našich výrobných procesov. Vďaka výdatnej podpore obchodného a technického oddelenia prebehla inštalácia a sprevádzkovanie nového systému veľmi efektívne,“ dodáva Stéphane Gonin.
Zhrnutie
V praxi môžu byť vedenie stlačeného vzduchu pomerne dlhé, čo zvyšuje spotrebu vzduchu a má to negatívny vplyv na spínacie časy armatúr. K tomu sa pridáva ešte vysoká spotreba elektrickej energie, napr. z dôvodu odsávania vzduchu v komorách a hadiciach, čo je nežiaduce z hľadiska energetickej účinnosti. Skutočnosť, že prevádzková úroveň pilotného ventilu je tak ďaleko od armatúr, ešte viac sťažuje uvedenie do prevádzky, údržbu a prípadné rozširovanie závodu. To platí aj pre monitorovanie procesov.
Alternatívou je použitie regulačnej hlavice, takej ako je typ 8681 od Bürkertu, ktorá umožňuje nielen pneumatické ovládanie ventilu, ale aj manuálnu aktiváciu, elektrickú spätnú väzbu, vizuálny indikátor stavu, zbernicovú komunikácia a snímače polohy. Takýto prístroj vyžaduje iba prívod elektrickej energie a vzduchu a pripojenie na zbernicu, aby bolo možné zabezpečiť efektívne a spoľahlivé riadenie procesu.
V porovnaní s dovtedajším systémom, nový, decentralizovaný návrh ponúka celý rad výhod. Montážou regulačnej hlavice priamo na ventily sa redukuje dĺžka a celkový počet pripojení, čím sa zjednoduší plánovanie, inštalácia a údržba. S oveľa kratšími vedeniami sa minimalizujú spínacie časy a celková spotreba stlačeného vzduchu, čo zvyšuje prevádzkovú spoľahlivosť. Spínacie polohy ventilu sú detegované analógovým indukčným snímačom polohy a oznamované systému PLC. Pomocou funkcie Teach-In môžu byť automaticky nastavené až 3 spínacie body. Štvrtú spínaciu polohu môže zabezpečiť externý indukčný bezdotykový spínač.
Regulačná hlavica 8681 je vybavená LED farebným ukazovateľom stavu, ktorá signalizuje aktuálne nastavenie procesného ventilu alebo poskytuje diagnostické informácie, ako je napr. nutnosť údržby alebo hlásenie poruchového stavu. To poskytuje personálu údržby jednoduchý informačný systém, vďaka čomu má viac času na riešenie iných pracovných úloh.
Prístroj ako celok je vďaka hygienickému a estetickému dizajnu chránený pred externou kontamináciou. Servis resp. údržba zariadenia prebieha prostredníctvom aktivácie externého magnetu (patent Bürkertu). Životnosť systému je tak predĺžená vďaka indukčnému bezkontaktnému senzoru, krytiu IP67, prívodu stlačeného vzduchu a vlastnému vetraniu regulačnej hlavice.
„Všetky výhody dodaného balíka riešenia Bürkert vyústili v oveľa efektívnejšie využívanie zdrojov, ako sú napríklad čas personálu údržby, menšie skladové zásoby náhradných dielov a oveľa jednoduchší elektrický a pneumatický systém. Riadenie procesu je teraz jeden plne integrovaný systém a poskytuje takú mieru riadenia a funkcionality, aká pred tým ani nebola predstaviteľná,“ uzatvára Marc Klingler.
