Un Asset Management System per l’industria del packaging con ctrlX AUTOMATION
L'azienda cliente
Il cliente finale di questo progetto è la sede europea di un Gruppo internazionale specializzato nella produzione di macchinari per la trasformazione ed il trasporto del cartone ondulato.
La necessità
L’azienda necessitava di un sistema modulare di raccolta e registrazione centralizzata dei dati delle macchine per il Converting del packaging in cartone ondulato.
L’azienda è costruttrice di linee che producono scatole in cartone, un settore molto competitivo nel quale i macchinari, oltre ad avere una elevata capacità produttiva, devono essere molto più flessibili rispetto alle convenzionali linee di produzione industriale.
“Questo significa che in pochi minuti devono essere in grado di predisporsi da una configurazione produttiva ad un’altra”, spiega l’Ad dell’azienda. “Il punto è che, nonostante le nostre linee siano super automatizzate, quando una scatola è prodotta per la prima volta ci sono dei fermi di linea che possono durare parecchi minuti”.
L’obiettivo, quindi, era capire quali attività venissero svolte dall’operatore per produrre la prima scatola, con il focus di creare dei modelli tipici di set up. “È come se si archiviassero tutte le operazioni svolte dall’operatore in relazione a una determinata tipologia di scatola. In futuro le operazioni verranno suggerite direttamente dal sistema, alleviando il carico di lavoro dell’operatore”.
La soluzione sviluppata
Eureka System ha sviluppato un Asset Management System (AMS) per il controllo e la gestione centralizzata dei macchinari automatici per il Converting.
Il sistema di raccolta dati si interfaccia a livello di automazione con le singole CPU Bosch Rexroth ctrlX CORE e con i PLC Siemens sul campo via protocollo OPC-UA, mentre tramite protocollo Modbus TCP/IP vengono acquisiti tutti i dati ambientali relativi ai consumi di energia elettrica, temperatura e umidità.
Dalle macchine interconnesse vengono acquisiti, aggregati, indicizzati e storicizzati i seguenti dati:
- Eventi One-Shot, come cambi di stato, allarmi e anomalie;
- Campionamenti delle grandezze di processo generate da sensori e attuatori;
- Eventi di messa in lavoro della ricetta con i relativi parametri di Setup macchina;
- Eventi di cambio di valore dei parametri di Setup macchina, identificati per tempo di modifica e per operatore;
- Diagnostica di sistema dei PLC Siemens interconnessi.
Le informazioni raccolte possono essere visualizzate tramite una WebGUI, che agisce anche da cruscotto complessivo dello stato generale dei macchinari. Inoltre, sono stati messi a disposizione degli utenti diversi criteri di ordinamento e raggruppamento per filtrare i dati, ad esempio per serie della macchina, impianto d’appartenenza o grandezza campionata. Il sistema permette anche di eseguire analisi dati comparative tra macchine della stessa tipologia per valutarne la produttività ed esportare le informazioni tramite la funzione di Reporting.
Di seguito le principali funzionalità della soluzione software sviluppata su misura e implementata utilizzando hardware ctrlX di Bosch Rexroth:
- Monitoraggio in tempo reale del funzionamento delle macchine grazie ai gateway IIoT multiprotocollo.
- Storico dei dati, di cambio parametri e di modifica delle ricette.
- Archivio di documenti digitali relativi alle macchine connesse: certificazioni, schede tecniche, manuali, ecc.
- Sorveglianza dei valori che raggiungono o superano determinate soglie di controllo definite dagli operatori.
- Servizio di Alerting per la notifica immediata degli eventi generati dalla macchina verso un elenco impostabile di utenti destinatari.
Un’importanza particolare è stata data alla gestione degli utenti e alla sicurezza del sistema, a cui si può accedere solo con credenziali di autenticazione e con privilegi differenti a seconda del proprio ruolo e reparto.
I vantaggi ottenuti
Questo AMS è caratterizzato dall’utilizzo di architetture hardware aperte e dalla capacità di raccogliere ed elaborare grandi moli di dati, creando una perfetta connessione IT/OT.
“Primo vantaggio immediato è chiaramente legato ai tempi di avviamento di una nuova linea produttiva, ora estremamente ridotti, ma l’aspetto rilevante è che l’operatore svolge oggi un ruolo di supervisore”, sottolinea l’Ad. “È la macchina che suggerisce l’operazione corretta da svolgere, anche su scatole mai prodotte prima. Non solo, il sistema è scalabile, pronto per nuove funzioni al momento non ancora sviluppate, continua a fornire dati e quindi le macchine saranno in grado di ricevere aggiornamenti per tutta la durata della loro vita, migliorando nel tempo la capacità produttiva, la qualità del prodotto, il rapporto tra operatore e supervisore.”
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Soluzione
Gateway IIoT su base ctrlX CORE
Settore
Packaging
Location
Italia
Anno d'integrazione
2023
Tecnologie integrate
- CPU Bosch Rexroth ctrlX CORE
- PLC Siemens
- Python
- Javascript
- Protocollo OPC-UA
- Protocollo MQTT
- Protocollo Modbus TCP/IP
- Database Server PostgreSQL
- Cloud AWS
- Twilio Messaging
Attività svolte
- Analisi
- Co-design
- Sviluppo software
- Validazione sistema pilota
- Messa in servizio
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