Модернизация PLC производственной линии во Вьетнаме | SENTRADO
Подробное описание кейса решения SENTRADO в области промышленной автоматизации, обеспечившего измеримые результаты для производственных операций во Вьетнаме.
Предпосылки и цели проекта
Растущая производственная компания в провинции Биньзыонг, Вьетнам, привлекла SENTRADO для модернизации системы управления на своей основной производственной линии, которая работала на базе устаревшей платформы PLC более 12 лет. Старая система использовала проприетарные протоколы связи, которые не могли интегрироваться с новой MES компании, что препятствовало мониторингу производства в реальном времени, отслеживанию качества и анализу OEE.
Производственная линия выполняет автоматизированную сборку, тестирование и упаковку компонентов бытовой электроники, при этом время цикла измеряется секундами. Устаревший контроллер, хотя и был функциональным, не обладал вычислительной мощностью для продвинутого управления движением, требуемого новой высокоскоростной системой обработки, а его проприетарная сеть делала невозможным подключение сканеров штрих-кодов, систем технического зрения и других интеллектуальных устройств, необходимых для возможностей Индустрии 4.0.
SETRADO выполнила полную миграцию системы управления на контроллеры Siemens S7-1200 с сетевой магистралью PROFINET, что обеспечило беспрепятственную интеграцию с MES, новым оборудованием для управления движением и комплексной системой HMI/SCADA для обеспечения прозрачности производства. Миграция была завершена в ходе запланированной двухнедельной остановки производства, при этом все системы были проверены перед возобновлением выпуска продукции в полном объеме.
Проблемы, которые нам пришлось решить
1. Несовместимость протоколов
Устаревший PLC использовал проприетарный последовательный протокол, который не мог взаимодействовать с современными промышленными сетями. Интеграция с MES требовала подключения по OPC UA, а новая система технического зрения и сканеры штрих-кодов поддерживали только PROFINET и EtherNet/IP.
2. Требования к управлению движением
Новая высокоскоростная система pick-and-place требовала точной координации движения по нескольким осям с синхронизацией на уровне микросекунд, что превышало возможности устаревшего контроллера. Заказчику требовался PROFINET IRT (синхронное время в реальном времени) для детерминированного управления движением.
3. Минимальное окно остановки производства
Производственная линия работает шесть дней в неделю с высокой загрузкой. Заказчик мог позволить себе только двухнедельную остановку для полной миграции, включая монтаж, электромонтаж, проверку программирования и валидацию производства.
4. Пробелы в отслеживании продукции
Без отслеживания на основе штрих-кодов завод не мог прослеживать отдельные единицы продукции на протяжении всего процесса сборки. Проблемы с качеством выявлялись только на окончательном тестировании, что затрудняло выявление корневой причины дефектов или внедрение корректирующих действий.
5. Прозрачность OEE
У руководителя завода не было автоматизированного способа расчета OEE. Причины простоев, время переналадки и объемы производства записывались вручную на бумаге, что приводило к неточным и задержанным отчетам о производительности.
Наш подход и архитектура системы
SETRADO заменила устаревшую систему управления на платформу Siemens S7-1200 с использованием CPU 1215C в качестве главного контроллера, подключенного через сеть PROFINET IRT к распределенным периферийным устройствам, сервоприводам, HMI-панелям и сторонним устройствам. Сеть PROFINET IRT обеспечивает детерминированную связь, необходимую для синхронизированного управления движением по нескольким осям, с временем цикла менее 1 миллисекунды для координации движения между осями pick-and-place.
Встроенный в S7-1200 сервер OPC UA обеспечивает стандартизированный и безопасный интерфейс передачи данных в MES, передавая в реальном времени данные о количестве произведенной продукции, времени цикла, результатах контроля качества, простоях и показателях OEE. Сканеры штрихкодов на каждой станции считывают идентификаторы единиц продукции и передают их в PLC, который отслеживает каждое изделие в процессе сборки и записывает параметры технологического процесса и результаты испытаний в локальный журнал данных, привязывая их к соответствующему серийному номеру.
Система HMI включает две панели SIMATIC Comfort на рабочих станциях операторов и SCADA-систему WinCC RT Advanced на рабочей станции руководителя производства. SCADA-система предоставляет панели мониторинга OEE в реальном времени, диаграммы Парето для анализа простоев, планирование производства и тренды качества. Панели управления были изготовлены на предприятии SENTRADO с предварительным электромонтажом и тестированием всех VFD, сервоприводов и систем распределения питания, что свело к минимуму время монтажа на объекте в течение двухнедельного окна останова.
Основные особенности архитектуры системы
- Siemens S7-1200 CPU 1215C с PROFINET IRT
- Сеть PROFINET IRT для детерминированного многоосевого перемещения
- Сервер OPC UA для стандартизированной интеграции с MES
- Отслеживание продукции по штрихкодам на каждой станции сборки
- Сервоприводы V90 с Sinamics для операций захвата и перемещения
- WinCC SCADA с панелями мониторинга OEE в реальном времени
- Предварительно смонтированные панели для быстрого монтажа во время останова
- Интеграция системы технического зрения через PROFINET
Параметры и конфигурация системы
| Система управления | Siemens SIMATIC S7-1200 |
| Контроллер | 1 × CPU 1215C DC/DC/DC |
| Общее количество точек ввода-вывода | 280+ (AI: 24, AO: 8, DI: 160, DO: 88) |
| Оси перемещения | 4 × сервооси (PROFINET IRT) |
| Протокол связи | PROFINET IRT / OPC UA / Modbus TCP |
| HMI-панели | 2 × TP700 Comfort + 1 рабочая станция SCADA |
| Шкафы управления | 2 × IP54 |
| Сервоприводы | 4 × Sinamics V90 (1.5kW) |
| Время цикла | 8 секунд (сокращено с 14 секунд) |
| Интерфейс MES | OPC UA с шифрованным соединением |
| Отслеживание продукции | Штрихкод на 6 станциях |
| Мониторинг OEE | Автоматический расчет в реальном времени |
Ключевые компоненты и аппаратное обеспечение
Siemens CPU 1215C
6ES7215-1AG40-0XB0
Контроллер главной линии
Сервопривод Sinamics V90
6SL3210-5FB10-1UF0
Сервопривод PROFINET
SIMOTICS S-1FL6
1FL6042-2AF21-1AA1
Серводвигатель для операций захвата и перемещения
TP700 Comfort HMI
6AV2124-0GC01-0AX0
Сенсорная панель оператора
WinCC RT Advanced
6AV2104-0DA06-0AA0
SCADA-система с опцией OEE
SCALANCE XC208
6GK5208-0BA00-2AC2
Коммутатор PROFINET IRT
SITOP PSU6200
6EP3333-7SB00-0AX0
Стабилизированный источник питания 24В/10А
Контактор SIRIUS 3RT2
3RT2025-1BB40
Контактор электродвигателя с вспомогательными контактами
Этапы проекта
Проектирование и программирование
6 недельСпецификация оборудования, разработка программного обеспечения до остановки производства
Производство панелей
3 неделиПредварительно смонтированные панели, полностью протестированные на заводе SENTRADO
Подготовка к остановке производства
2 неделиКабельные лотки, сетевая инфраструктура, настройка MES
Неделя 1 остановки
1 неделяДемонтаж старой системы, монтаж новых панелей, электромонтаж
Остановка на 2-й неделе
1 неделяПодача питания, проверка вводов/выводов, холостые пуски, валидация производства
Поддержка после ввода в эксплуатацию
4 неделиИнженер на объекте для оптимизации и настройки
Обучение
1 неделяОбучение операторов и бригады технического обслуживания
Постоянная поддержка
12 месяцевУдаленная диагностика и гарантийное обслуживание
Измеримые показатели
Данные о производительности, проверенные после пусконаладочных работ и непрерывной эксплуатации системы.
С 14 с до 8 с на единицу
Прозрачность производственных данных в реальном времени
Автоматизированный мониторинг OEE и качества
Прослеживаемость на уровне рабочих станций и раннее обнаружение
До и после: количественное сравнение
| Показатель | До | После | Изменение |
|---|---|---|---|
| Время цикла на единицу | 14 секунд | 8 секунд | −40% |
| Интеграция MES | Автономные машины, данные отсутствуют | 100% интеграция MES в реальном времени | Подключено |
| Ручной ввод данных | Отслеживание OEE на бумаге | 0 ручного ввода (автоматизировано) | −100% |
| Уровень брака | Базовый уровень | Снижение на 30% (раннее обнаружение) | −30% |
| Прозрачность производства | Сводка по итогам смены | Панели мониторинга OEE в реальном времени | В реальном времени |
Данные основаны на отчетах о пусконаладочных работах и результатах непрерывных эксплуатационных измерений. Наименование клиента предоставляется в рамках NDA.
Влияние на конечные финансовые показатели
Внедренная система автоматизации превысила все целевые показатели производительности, указанные в контракте, обеспечив более высокую пропускную способность, снижение энергопотребления и улучшение качества продукции по сравнению с базовым уровнем эксплуатации. Клиент сообщил о полном возврате инвестиций в течение прогнозируемого срока окупаемости и с тех пор привлек SENTRADO для дополнительных этапов расширения завода.
Сопутствующие продукты и услуги
Есть похожий проект?
Требуется ли вам полная миграция DCS, заказные шкафы управления PLC или комплексное решение автоматизации «под ключ», наши инженеры готовы помочь. Получите бесплатную консультацию и коммерческое предложение уже сегодня.