Wzrost wydajności procesu paletyzacji w Górażdże Cement S.A.

Górażdże Cement to jeden z największych producentów cementu w Polsce. Dostawa do odbiorców tak dużej ilości produktu wymaga, aby procesy były maksymalnie efektywne. Mamy tutaj na myśli zwłaszcza procesy paletyzacji i foliowania, które są ponadto ważnymi etapami całego procesu produkcyjnego i wymagają nadzoru. W celu poprawy wartości wskaźnika OEE, Górażdże Cement zaimplementowało oprogramowanie zenon firmy COPA-DATA, dzięki czemu możliwy jest monitoring i regularna kontrola pracy maszyn. Wdrożenie to pozwoliło obniżyć koszty o około 20%!

Górażdże Cement wraz z Górażdże Beton oraz Górażdże Kruszywa należy do międzynarodowego koncernu HeidelbergCement Group. Zakład produkcyjny położony w niewielkiej miejscowości Chorula niedaleko Opola został oddany do eksploatacji w 1977 roku. Pomimo że w tamtych latach Polska trwała w głębokim ustroju komunistycznym, przejawiającym się również w tym, że wszelka technologia przemysłowa była kupowana od Związku Radzieckiego, to zakład wybudowano w oparciu o technologię i podstawowe wyposażenie znanej duńskiej firmy FLSmidth - światowego potentata w zakresie dostaw urządzeń i usług dla przemysłu cementowego.

W kolejnych latach w zakładzie w Choruli zrealizowano wiele inwestycji rozwojowych oraz modernizacyjnych, które umocniły jego pozycje w czołówce największych i najnowocześniejszych cementowni w Europie. Wysokiej klasy urządzenia i maszyny produkcyjne, w tym cztery młyny cementu, pozwalają na produkcję ponad 4 mln ton cementu rocznie. Od połowy lat 90. zeszłego wieku właścicielem Grupy Górażdże jest potentat cementowy HeidelbergCement Group. W 2015 roku skonsolidowana wartość obrotów Grupy Górażdże wyniosła 1,1 mld zł, zaś wielkość zatrudnienia - około 1200 osób.

OD POMYSŁU DO REALIZACJI

W 2015 roku Marcin Reinert, pełniący funkcję kierownika działu elektrycznego w cementowni Górażdże, zaczął zastanawiać się nad tym, jak poprawić wydajność paletyzacji i stretchowania produktów. Wówczas na jednej z konferencji miał okazję zapoznać się z możliwościami, jakie daje oprogramowanie zenon firmy COPA-DATA. Będąc pod dużym wrażeniem możliwości programu, wspólnie z inżynierami opracował koncepcję jego wdrożenia na dwóch wolno stojących (niepodłączonych do systemu SCADA) maszynach do paletyzowania i foliowania.

"Wielokrotnie zdarzało się, że paletyzarki i foliarki ulegały niespodziewanym awariom. W natłoku zajęć i zleceń produkcyjnych ciężko było prowadzić dokładne analizy przyczyn alarmów i zaplanować działania prewencyjne, które zredukowałyby liczbę interwencji firm serwisowych, czasami naprawdę bardzo kosztownych. Nie była prowadzona, archiwizowana czy analizowana żadna statystyka alarmów czy awarii. Informacje te odnotowywane były wprawdzie w dokumentacji produkcyjnej, niemniej ciężko było stworzyć raport dotyczący tylko i wyłącznie statystyk awarii" - stwierdził Marcin Reinert.

Fot. 1. Paletyzarka i jej ekrany synoptyczne w oprogramowaniu zenon

Fot. 2. Maszyna do strechowania oraz wizualizacja jej pracy w oprogramowaniu zenon

"Kolejnym wyzwaniem stało się dla mnie monitorowanie efektywności pracy tych urządzeń. Podczas procesu produkcyjnego nieraz obserwowałem, że stoją one bezczynnie. Zadawałem sobie pytanie, ile właściwie czasu są tak naprawdę wykorzystywane, ile energii zużywają, i jak to się ma do kosztów jakie ponosi zakład? Zdałem sobie wówczas sprawę, że potrzebuję narzędzia, które pozwoli mi monitorować rzeczywisty czas pracy urządzeń, a tym samym efektywność ich wykorzystania, czyli współczynnik OEE" - kontynuuje.

W trakcie rozmów dotyczących zakresu projektu oraz zadań, jakie miałby przejąć zenon, Marcin Reinert i jego zespół mieli również okazję do zapoznania się z zenon Analyzer - platformą programową pozwalającą na wykonywanie zaawansowanych analiz. Wtedy też pojawił się pomysł zintegrowania zenon Analyzer z istniejącą infrastrukturą produkcyjną. Pierwszym zadaniem, jakie postawiono przed zenon Analyzer, było przetwarzanie i analiza danych pozyskiwanych z pracujących już projektów zenon. Docelowo do systemu włączane będą kolejne maszyny i urządzenia, tak aby można było nadzorować cały proces produkcyjny.

ANALIZA ZAKRESU PROJEKTU - KLUCZOWE CZYNNIKI OPTYMALIZACJI

Pierwszym krokiem do osiągnięcia założonych przez zespół celów było określenie struktury i zakresu projektu, zdefiniowanie poszczególnych zadań i przypisanie ich konkretnym osobom, a także skompletowanie niezbędnego sprzętu i urządzeń. Ponieważ oprogramowanie zenon jest intuicyjne i łatwe w użyciu, zdecydowano o jego wdrożeniu przez zespół automatyków z zakładu w Choruli.

Kolejnym etapem, który był niezbędny, aby udostępnić w oprogramowaniu zenon dane pobierane z maszyn do paletyzacji, było podłączenie ich do serwera. Za względu na dużą odległość paletyzarek od centralnej sterowni połączenie przeprowadzono światłowodem. Równolegle odpowiedzialny za wykonywanie projektu zenon, Marek Haręcki tworzył aplikację zenon, która miała za zadanie zbierać, archiwizować i analizować dane, przedstawiając je w formie czytelnych raportów. Po ustanowieniu połączenia zaczęto gromadzić dane, przedstawiając je w formie czytelnych raportów, które przekazywane były kolejno m.in. do kierowników zmian oraz dyrektora produkcji.

AUTOMATYCZNY INŻYNIERING ZENON DLA SZYBKIEGO WDROŻENIA

Fot. 3. Przykładowe raporty produkcyjne - dzienne i tygodniowe

Projekt bazujący na systemie zenon swoim zakresem objął dwa urządzenia do paletyzowania worków z cementem firmy BEUMER, które wyposażone były w sterowniki programowalne Simatic S7-300 z kartami cyfrowych wejść/wyjść oraz panel operatorski OP 27 do obsługi tych urządzeń. Na serwerze została utworzona infrastruktura składająca się z: jednostki centralnej, dwóch stacji klienckich oraz stacji inżynierskiej, gdzie zainstalowano następujące moduły: zenon Supervisor wraz z modułami Historian, Message Control oraz Report Viewer. Utworzony projekt zasilono danymi pobieranymi bezpośrednio ze sterownika S7-300 paletyzarki BEUMER.

Prace te, po opracowaniu koncepcji przez Marcina Reinerta, prowadził Marek Haręcki, który rozpoczął projekt od przygotowania infrastruktury sieciowej, w tym doboru procesorów komunikacyjnych i ich implementacji w konfiguracji sterownika paletyzarki. Kolejnym etapem było stworzenie sieci komputerowej i instalacja oprogramowania zenon oraz stworzenie wizualizacji procesu paletyzowania cementu wraz z raportami generowanymi manualnie lub automatycznie.

"Ogromnym ułatwieniem w pracy z programem zenon jest jego przejrzysta struktura, która pozwala bez problemu poruszać się po wszystkich zmiennych, ekranach i innych komponentach" - mówił Marek Haręcki. "W trakcie tworzenia kolejnych ekranów i funkcji automatyczny system podpowiedzi programu ułatwiał i przyspieszał proces projektowania. zenon to pierwsze tak intuicyjne narzędzie, z którym miałem okazję pracować" - dodał.

EFEKT FINALNY: OPTYMALIZACJA PROCESÓW I 20-PROCENTOWA REDUKCJA KOSZTÓW

Fot. 4. Inżynierowie w zakładzie Górażdże Cement korzystający z oprogramowania zenon

Po zakończeniu prac nad projektem, zespół inżynierski w Górażdże poinformował, że założone cele zostały w 100% osiągnięte. Obecnie dzięki wykorzystaniu oprogramowania zenon zespół oraz dyrekcja cementowni Górażdże w Choruli może dogłębnie analizować każdą zaistniałą sytuację dzięki archiwizacji danych, opisowi zdarzeń oraz łatwemu określaniu przyczyn powstałych awarii.

Program zenon pozwala również na przygotowanie gotowych podpowiedzi - instrukcji zawierających kroki postępowania w przypadku wystąpienia przestoju. Natychmiastowy dostęp do dokumentacji technicznej pozwala szybko zdefiniować problem i usunąć awarię. Ponadto całe wdrożone rozwiązanie pozwala określić rozwiązania prewencyjne, co eliminuje kosztowne przestoje urządzeń i koszty związane z usługami firm serwisowych.

Kolejną korzyścią z wdrożenia jest analiza czasu pracy paletyzerek i foliarek oraz efektywności ich wykorzystania, czyli określanie współczynnika OEE. Zmiany te przełożyły się na optymalizację procesu paletyzacji, a co za tym idzie - znaczne oszczędność kosztów energii. Po zakończeniu projektu Marcin Reinert powiedział: "Oprogramowanie zenon firmy COPA-DATA od samego początku budziło moją ogromną ciekawość. Jego możliwości operatorskie, a przede wszystkim - co mnie najbardziej interesowało - diagnostyczne i analityczne wykraczały poza moje oczekiwania.

Ogromna liczba funkcji i wszechstronność zastosowania a także grafika, jaką dysponuje to oprogramowanie, skłoniły mnie do wyboru zenona. Do tego należy również dodać znakomity kontakt z przedstawicielami firmy COPA-DATA Polska. Wysokie kompetencje, otwartość, zrozumienie potrzeb, odpowiednie pokierowanie związane z wyborem odpowiednich modułów oraz ogromna dbałość o klienta pozostawiły mnie w przekonaniu o prawidłowym wyborze".

Projekt zenon w Górażdże Cement cały czas jest rozwijany. Dodawane są kolejne moduły i funkcjonalności. Do pracy nad nim został dedykowany kolejny inżynier i już są pomysły, jak wykorzystać oprogramowanie zenon do dalszej optymalizacji procesów w Górażdże Cement S.A. "Firma COPA-DATA jest godna polecenia, a ich rozwiązania można zaliczyć do najbardziej zaawansowanych i innowacyjnych" - podsumował Paweł Zajd pełniący funkcję dyrektora ds. produkcji w zakładzie w Choruli.

mgr inż. Marcin Reinert
Kierownik Warsztatu Elektrycznego, Górażdże Cement S.A.
Urszula Bizoń-Żaba
Dyrektor Operacyjny, COPA-DATA Polska sp. z o.o.
www.copadata.com