Đổi mới công nghệ GCTBIO-FINEP trong hệ thống thống giám sát điều khiển bằng phần mềm Elipse

Bài viết này giới thiệu ứng dụng của Elipse E3 để tích hợp theo thời gian thực các nhà máy chứng minh được đặt tại sàn nhà máy của Sadia và Itambé Augusto Ribeiro Mendes Filho- trung tâm truyền thông Elipse Software

NHU CẦU

Phát triển các giải pháp khả thi và sáng tạo về mặt kỹ thuật và kinh tế cho việc xử lý chất thải công nghiệp có hàm lượng dầu và chất béo cao, được kết hợp với việc tạo ra năng lượng sinh học, đây là thách thức mà những gì GCTbio và đối tác gặp phải và họ đã chọn hệ thống giám sát Elipse E3 làm nền tảng tự động hóa và quản lý. Dự án GCTbio được lựa chọn theo yêu cầu do phụ trội tiền của FINEP, và có sự phát triển leo thang mảng bán công nghiệp với mục tiêu chuyển đổi (đưa) kiến thức khoa học thành công nghệ tiên tiến cho thị trường công nghiệp của việc xử lý chất thải có lượng chất hữu cơ cao. Nhà máy mẫu cho công nghệ đổi mới này được đặt tại các khu công nghiệp của Sadia và Itambé, nằm trong thành phố Uberlândia/MG. Phòng thí nghiệm của GCTbio chịu trách nhiệp phát triển các giải pháp enzim, nằm ở Biotechnology Pole of Rio de Janeiro - Bio-Rio, trong khi đơn vị kỹ thuật của công ty lại nằm ở Belo Horizonte/MG. Trong trường hợp này, GCTbi tìm thấy ở Elipse E3 giải pháp tích hợp theo thời gian thực, mà máy mẫu được đặt trên khu vực giữa Sadia và Itambé. Bên cạnh đó, với mối quan hệ đối tác của Elipse cho phép đáp ứng các nhu cầu của dự án về một hệ thống giám sát, điều khiển xử lý dữ liệu kết hợp một số công nghệ điều khiển vận hành cho quá trình cùng với các công nghệ quản lý thông tin với chi phí thấp tương quan với tính ổn định được đặt ra trong cùng một hệ thống. Sự phát triển của công nghệ mới đã yêu cầu tư khoảng 4,5 triệu đô la Brazil (R$) cho việc tích hợp giải pháp công nghệ vi sinh với các tính năng kỹ thuật khi triển khai E3, thưc hiện bởi đội ngũ nghiên cứu và kỹ thuật của công ty công nghệ GCTbio

GIẢI PHÁP

Hình 1- Màn hình ứng dụng khi bắt đầu

Theo kỹ sư hệ thống của GCTbio, José Mateus da Silva Neto, một trong những ưu điểm của E3 đó là cho phép giám sát các quá trình trong PPDs, theo thời gian thực và qua internet. Bằng cách này, người vận hành có thể thực hiện bất kỳ hành động nào, như đóng/mở các van, mà không cần phải rời khỏi trung tâm vận hành. “Máy chủ từ xa E3 cho phép chúng tôi kết nối và giám sát tất cả thông tin trong trung tâm vận hành tại Belo Horizonte, khác địa điểm với nơi dữ liệu được thu thập- Uberlândia”, kỹ sư GCTbi tổng kết. Thông qua các màn hình của phần mềm, người sử dụng không chỉ giám sát các thiết bị làm việc thế nào, mà còn thể tạo các bước xử lý. Thực tế, các chất thải dân cư tại cuối công đoạn sản xuất sữa bộ tại Itambé cũng như nhà giết mổ Sadia được xử lý theo các cách khác nhau liên quan tới các quá trình diễn ra tại các trạm xử lý chất thải khác ETEs (Effluent Treatment Stations).

XỬ LÝ CHẤT THẢI

Hình 2- Trạm xử lý chất thải tại Itambé

Hệ thống xử lý chất thải mẫu được hình thành với các công nghệ sinh học, kị khí, hiếu khí, cùng với các quá trình lên men enzim. Bởi vì, đây là đơn vị bán công nghiệp, các nhà máy mẫu có khả năng xử lý 10m3/d chất thải.

CÁC CHỨC NĂNG CỦA E3

Phần mềm Elipse cho phép người vận hành điều khiển các bước khác nhau trong các nhà máy Sadia và Itambé. Thông qua các màn hình E3, không chỉ điều khiển các thiết bị của PPDs (các van, bơm, đồng hồ, và máy biến áp), mà còn có thể kiểm tra các điều kiện hiện tại của từng thiết bị, gồm các thông tin về nhà sản xuất, mã và thời gian hợp lý nhất để thay thế thiết bị.

Hình 3- Màn hình giám sát thiết bị

Ngoài ra, phần mềm cho phép truy cập tới một loạt các thông tin, hình ảnh của các thông số quá trình. Dữ liệu từ các mức, lưu lượng chất thải trong các thùng chứa, công suất động cơ máy bơm, độ pH, nhiệt độ và lượng khí sinh học và năng lượng sinh ra, để đưa lượng acid HCL, muối, polymer. Để quản lý dễ dàng các thông tin dữ liệu này, E3 hiển thị chúng theo dạng báo cáo, biểu đồ, và dữ liệu quá khứ, có thể lưu và in chúng thành các định dạng PDF và Excel.

Hình 4- Màn hình cấu hình và biểu đồ quan sát

Bổ sung khả năng điều khiển, phần mềm cung cấp một hệ thống cảnh báo để báo cho người vận hành trong trường hợp xảy ra các cảnh báo, sự cố trong quá trình xử lý chất thải. Với chức năng này, người quản trị hệ thống chỉ cần quyết định thông số nào kích hoạt cảnh báo các biến số được giám sát. Ví dụ, người vận hành có thể kích hoạt cảnh báo trong trường hợp độ pH của chất thải khác 7 hoặc mức chất thải trong thùng chứa cao hơn hoặc thấp hơn giá trị được thiết lập ban đầu cho hệ thống (giá trị cài đặt). Một tính năng khác E3  cung cấp và là điểm nổi bật mà kỹ sư GCTbio có được là các chữ ký số. Đây là một công cụ rất hữu ích cho trung tâm vận hành, bởi nó cung cấp khả năng theo dõi các hành động khi vận hành hệ thống trong PPD. Đó là, trong trường hợp người vận hành quyết định tăng lượng axit HCl vào quá trình tách nổi, anh ta phải đưa vào hệ thống: tên, thời gian và lý do giải thích điều gì khiến anh ta thực hiện lệnh đó. “Bên cạnh sự dễ dàng triển khai, E3 cho phép chúng tôi thực hiện các công việc một cách dễ dàng và đơn giản, như quản lý thông tin theo tổ chức và vận hành an toàn. Đây là các tính năng khác biệt mà phần mềm đem lại, như các đối tượng trong thử viện và chữ ký số”, Mateus nói.

LỢI ÍCH

• Dễ dàng lập trình và triển khai phần mềm.
• Có thể theo dõi và điều khiển việc xử lý chất thải tại PPD được đặt tại Uberlândia thông qua các màn hình máy tính được lắp đặt tại trung tâm vận hành ở Belo Horizonte.
• Điều khiển các thiết bị liên quan của các quá trình, liên quan tới việc xử lý chất thải và phát năng lượng (các van, đồng hồ, các bơm và các máy biến áp).
• Truy cập tới các thông tin dữ liệu của từng thiết bị, cảnh báo người vận hành trong trường hợp có bất kỳ sự thay đổi hoặc bảo trì.
• Theo dõi các thông tin về mức chất thải có trong thùng chứa, HCl, Na(OH)2, chất hưu cơ, lượng khí sinh học và năng lượng phát ra.
• Truy tìm nguồn gốc các thông tin vận hành tốt hơn với chữ ký số.
• Hệ thống cảnh báo, cảnh báo tới người vận hành trong trường hợp xảy ra sự cố liên quan tới các thiết bị hoặc chỉ số bên ngoài liên quan tới các biến số của quá trình.
• Tạo báo cáo, biểu đồ và dữ liệu quá khứ cho toàn bộ thông tin dữ liệu của việc xử lý chất thải, các điều kiện của thiết bị và các biến số quá trình.
• Khả năng lưu và in các báo cáo, dữ liệu quá khứ thành các định dạng PDF và Excel.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Sadia e Itambé Đơn vị tích hợp: Global Ciência e Tecnologia Bio S/A Gói phần mềm sử dụng: Elipse E3 Số lượng license: 3 Nền tảng phần mềm: Windows XP Số lượng thông tin (tag): 200 Giao thức sử dụng (I/O Driver): OPC

Elipse E3 hỗ trợ hệ thống bảo trì cho nhà máy sản xuất động cơ AV

Giải pháp của Elipse Software cho phép thực hiện các lệnh điều khiển nhanh, không cần các lao động có kỹ năng, trong khi dò tìm các quá trình sản xuất tại nhà máy động cơ tự động hóa AVM. Augusto Ribeiro Mendes Filho-Trung tâm thông tin Elipse Software

NHU CẦU

Được thành lập tháng 6 năm 2006, nhà máy AV (AVM) cung cấp các sản phẩm và dịch vụ cho ngành công nghiệp sản xuất và cung ứng. Trụ sở công ty tại Gravataí (miền Nam Brazil), công ty có 150 lao động và thuộc công ty CEVA Logistics, là một tập đoàn quản lý chuỗi cung ứng lớn nhất thế giới. Năm 2007, công ty đã đạt được chứng nhận ISO/TS 16949, do đó trở thành tài liệu tham khảo trong hệ thống cơ sở chất lượng QSB (Quality Basic System). Trong các loại hình dịch vụ cung cấp, AVM lắp ráp các mẫu động cơ với các bộ phận khác nhau. Bất kỳ khi nào có mẫu ô tô mới, công ty cần có các động cơ mới phải sẵn sàng, liên tục với các bộ phận mới. Với lý do này, AVM đã tới làm việc với Elipse, để có thể mở rộng các chức năng của giải pháp hiện có trong nhà máy. Để thực hiện dự án này, công ty đã được trợ giúp bởi phần mềm TagInfo, đào tạo phần cứng và bảo trì, đơn vị chịu trách nhiệm mở rộng ứng dụng.

GIẢI PHÁP

Hệ thống tự động hóa của dự án này bao gồm các PLC Controllogix của Rockwell, sử dụng giao thức Abcip, Atlas Copco và Stanley nutrunners, thử nghiệm chặt chẽ và in các nhãn với mã vạch bằng máy inh Zebra. Dây chuyền được kết nối với máy chủ thông qua hai đường cáp quang và có dự phòng. Máy chủ ứng dụng và khóa cứng đều nằm ở máy tính này. Dây chuyền có hai máy tính giám sát điều khiển (Viewer Control) để điều hành việc sản xuất, có thể tương tác với quá trình sản xuất, và một máy tính chỉ giám sát (Viewer Only), chạy trên văn phòng, để các nhà quản lý có thể giám sát số lượng sản phẩm theo thời gian thực. Quá trình sản xuất được theo dõi tin cậy với các giao diện màn hình của phần mềm Elipse E3, đảm bảo chất lượng cao hơn đối với thành phẩm. Để làm được việc đó, phần mềm đọc các thông tin động cơ thông qua việc truy vấn vào cơ sở dữ liệu của công ty, đảm bảo không có thông tin về sự hư hỏng hoặc hạn chế sử dụng.

Hình 1-Giao diện điều khiển dây chuyền lắp động cơ

AVM cũng đa có thể giám sát các quá trình không điển hình, như kiểm tra lại độ kín, in lại nhãn, và phân tách chất liệu. Các quá trình này có thể được giám sát hoàn toàn với các giao diện E3, có thể xem theo dõi người sử dụng chịu trách nhiệm thực thi công việc, cũng như thời gian sự kiện xảy ra và lý do tại sao việc đó được thực hiện. Hơn nữa, phần mềm của Elipse cho phép điều khiển tốc độ của các bộ biến tần và sự di chuyển của cần điều khiển các thiết bị chấp hành, cũng như thực hiện các chu kỳ trống cho việc thử nghiệm dây chuyền. Phần mềm cũng có thể giám sát thời gian chu kỳ của thông tin và đánh giá các lỗi đánh máy trong các báo cáo sản xuất.

Hình 2-Giao diện thử nghiệm, cấu hình, thiết lập thông số

Đặc điểm khác của phần mềm này là khả năng cung cấp lập trình logic vận hành để thiết lập ra việc thực hiện của các dây chuyền sản xuất. Do đó, công ty không cần phải thuê một công ty chuyên về tự động hóa để thiết lập bất kỳ việc lập trình mới cho việc sản xuất mẫu động cơ mới, vì Elipse E3 đã làm sẵn chức năng này trong hệ thống. Đây là giải pháp cho phép kích hoạt hoặc vô hiệu hóa các thiết bị như các kẹp nối và các ổ cắm (công cụ để đặt hoặc tháo các ốc), ngoài ra còn cho thay đổi thiết bị đổi nối, máy nén khí, và các hệ thống truyền dẫn (các thành phần động cơ). Phần mềm cũng cho phép lựa chọn chương trình và công cụ siết chặt linh kiện điện tử, cũng như xác định lực siết để sản xuất mỗi động cơ trên dây chuyền.

Hình 3-Giao diện lập trình thay thế, máy khí nén, ổ cắm và các bộ phận trên dây chuyền sản xuất

Điểm cuối cùng, E3 cũng cung cấp một hệ thống cảnh báo, giám sát qua một màn hình LCD, cho phép giám sát số lượng động cơ được sản xuất và đã được hoàn thiện, cũng như sự xuất hiện các lỗi trong(SCRAP) và sau (CARE) khi sản xuất. Các công việc thực hiện cũng có thể được điều khiển thông qua các bảng “khác biệt”, các số mầu xanh là số động cơ được sản xuất vượt mục tiêu, và mầu đỏ thể hiện số lượng không đạt. Với màn hình được đặt ở trung tâm của nhà máy, các cảnh báo được theo dõi từ xa, giúp cho việc chuẩn đoán và giải quyết an toàn và nhanh hơn.

Hình 4-Màn hình LCD điều khiển cảnh báo

LỢI ÍCH

Theo Mateus Marenco, bộ phận phân tích các dự án của CEVA Logistics, ứng dụng Elipse E3 đã mang nhiều lợi ích cho AVM, đặc biệt là bảo trì nhà máy, bởi có nhiều quá trình khác nhau của dây chuyền sản xuất được theo dõi với sự an toàn, nhanh chóng và chính xác. “Nếu có bất kỳ vấn đề xuất hiện tại 15 trạm xa trung tâm, giao diện E3 cho phép phát hiện nhanh lỗi, và cho phép sửa chữa lỗi nhanh và chính xác nhất có thể”, ông nói. Marenco cũng chỉ ra, người vận hành giờ có thể đăng nhập vào ứng dụng từ xa để điều chỉnh từ xa đối với các vấn đề mà trước đây đòi hỏi các đội thực hiện có kỹ năng, đây là sự thay đổi tích cực mà Elipse E3 đem lại. Các lợi ich mà Elipse E3 đem lại:

• Dây chuyền sản xuất được giám sát trực tuyến với các màn hình giao diện E3.
• Người vận hành bây giờ có thể đăng nhập và thực hiện các lệnh điều khiển, mà trước đây đòi hỏi các đội nhân lực có kỹ năng.
• Giám sát hiệu quả hơn, giúp cho bảo trì nhanh chóng và xử lý các vấn đề của dây chuyền sản xuất nhanh.
• Các biến số của quá trình sản xuất có thể được theo dõi một cách chính xác và an toàn.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: AV Manufacturing - Industry and Trade of Motor Vehicle Parts and Accessories Ltd. Đơn vị tích hợp: TagInfo Software and Hardware Training and Maintenance Ltd. Gói phần mềm sử dụng: Elipse E3 Nền tảng phần mềm: Windows Server 2008 R2 and Windows 7 Số lượng license: 3 Số lượng thông tin: 5000 Giao thức sử dụng: Zebra and Abcip

Ứng dụng phần mềm Elipse E3 giám sát-điều khiển quá trình mạ Crôm cho xylanh của STIHL

Giải pháp của Elipse cho phép 9 người vận hành mỗi ca để điều khiển các giai đoạn mạ, sử dụng trong nhà máy diện tích 65.000 foot vuông Augusto Ribeiro Mendes Filho- Trung tâm thông tin Elipse Software

NHU CẦU

Với các sản phẩm được thiết kế cho lâm nghiệp, nông nghiệp, nhà cửa và các công trình xây dựng,Stihl cung cấp các sản phẩm công cụ cầm tay thông qua 2.400 cửa hàng trên toàn Brazil. Trụ sở công ty đặt tại São Leopoldo (Nam Brazil), có hơn 2.000 lao động, và là công ty dẫn đầu thị trường. Để có được cái nhìn tổng quan về quá trình mạ crôm cho các xy lanh động cơ (các chi tiết động cơ được tổ hợp trong thiết bị của công ty sản xuất), Stihl đã quyết định sử dụng Elipse E3, đây là giải pháp do Elipse Software phát triển. Để triển khai hệ thống, công ty đã được công ty tự động hóa công nghiệp CRK trợ giúp, đây là công ty chuyên về lĩnh vực tự động hóa công nghiệp và sản xuất các máy móc đặc biệt. Từ năm 1991, CRK đã làm việc trong mảng phát triển phần phần, thiết kế điện-điện tử, lắp ráp tủ bảng điều khiển, và lắp đặt các máy công cụ. Công ty cũng cung cấp các dịch vụ như lắp đặt cơ khí, máy móc, và sản xuất các thiết bị điện tử đặc biệt cho các dịch vụ điều khiển quá trình.

Hình 1- Xy lanh động cơ trước khi được mạ

GIẢI PHÁP

Mạ crôm cứng là quá trình crôm được đưa vào các khoang bên trong của xylanh, giúp các xylanh chống được các ma sát liên tục do pittông. Quá trình mạ crôm được thực hiện tại 2 phân xưởng được đặt tại trụ sở Stihl ở Brazil và São Leopoldo: dây chuyền mạ 2 được đặt ở tòa nhà đầu, và dây chuyền mạ 3 được đặt ở tòa nhà khác. Cả hai dây chuyền đều nằm trong cùng nhà máy có diện tích 65 nghìn feet vuông, và được điều khiển bởi 9 vận hành viên/ca: sáu người cho dây chuyền 2 và 3 người cho dây chuyền 3.

Hình 2-Dây chuyền mạ số 3

Hệ thống tự động hóa Elipse E3 cho phép người vận hành giám sát và điều khiển toàn bộ các giai đoạn và các thiết bị có liên quan tới quá trình mạ, gồm các bơm, có nhiệm vụ gửi hóa chất tới các dây chuyền mạ. Phần mềm cho phép người vận hành giám sát trạng thái các bơm này thông qua giao diện máy tính, màu xanh thể hiện thiết bị được kết nối, màu đỏ  thể hiện chế độ vận hành bằng tay, màu vàng thể hiện thiết bị ở chế độ bảo trì. Ngoài ra, người vận hành có thể quan sát bơm đã vận hành bao lâu, các chế độ nghỉ và bảo trì.

Hình 3-Giao diện giám sát trạng thái: bơm 139 tắt và đang ở chế độ bảo trì.

Một đặc điểm phần mềm cung cấp đó là chức năng điều khiển độ pH và nhiệt độ của thùng chứa tẩy rửa các xylanh để chuẩn bị cho công đoạn mạ crôm với các hóa chất do các bơm đưa vào thùng. Ngoài ra, E3 cho phép giám sát các thùng chứa thực hiện việc trao đổi ion và catrion, ở đây các quá trình làm sạch các hóa chất tẩy rửa sẽ được tái sử dụng để không gây ô nhiễm.

Hình 4-Giao diện giám sát hệ thống trao đổi ion và catrion.

Như đề cập ở phần trước, Elipse E3 cho phép người vận hành có bảng điều khiển toàn bộ các giai đoạn của quá trình mạ, được thực hiện tại ba cấp nhà máy (cơ sở, mạ, và cao hơn). Trong giai đoạn khởi đầu, các bộ phận của xylanh đã được mạ được đặt trong các rổ chứa, và chúng sẽ được rửa để chuẩn bị cho lưu kho, được gọi thanh treo sản phẩm (flighbar)

Hình 5-Điều khiển xa và bằng tay cho các xe chở flightbar.

Tất cả các phần trong cùng một flighbar được mạ bởi một bộ chỉnh lưu. Các thiết bị này đưa dòng diện và điện áp vào vật mạ, tạo nên hiện tượng mạ điện, gồm quá trình thêm crôm loãng và dính kim loại vào xylanh. Việc hiệu chỉnh bộ chỉnh lưu, điện áp, và dòng điện cũng như sự dịch chuyển của flightbar, đều được giám sát và điều chỉnh bởi E3.

Hình 6-Giao diện hiển thị dòng điện và điện áp điều chỉnh bởi bộ chỉnh lưu, các thông số liên quan tới việc mạ ở thùng chứa số 115

Việc điều khiển giống nhau thực hiện ở các bơm được thực hiện bởi các bộ chỉnh lưu, biểu tượng màu trắng có nghĩa thiết bị đang tắt, màu xanh có nghĩa đang hoạt động, và màu đỏ thể hiện trạng thái cảnh báo. Nếu người sử dụng mong muốn xem nội dung chi tiết hơn về một cảnh báo, chỉ cần đơn giản truy cập tới màn hình cảnh báo để kiểm tra xem vấn đề là nghiêm trọng hay không. Hệ thống cảnh báo Elipse E3 thông tin cho người vận hành thời điểm xảy ra vấn đề được xác định trên các dây chuyền mạ. Ví dụ, mỗi chi tiết có một giới hạn thời gian dừng trên đĩa để thực hiện việc phủ hóa chất. Nếu quá thời gian, hệ thống sẽ thông báo flightbar xuất hiện sự cố và đội bảo trì có thể quyết định có dừng quá trình không, nếu các chi tiết trên đĩa phải tách ra hay không. Tầm quan trọng của hệ thống cảnh báo cũng có thể giám sát các thùng chứa. Mỗi thùng chứa có các sensor, chúng tạo ra các tín hiệu cảnh báo nếu nhiệt độ trong thùng nằm ngoài dải tiêu chuẩn cho việc mạ crôm. Vì thế, đội bảo trì có thể triển khai hiệu chỉnh lại các hư hỏng nhanh hơn và hiệu quả hơn, đảm bảo chất lượng cho quá trình mạ.

Hình 7-Khi nhiệt độ trong thùng nằm ngoài dải tiêu chuẩn, cảnh báo sẽ được kích hoạt

Phần mềm Elipse E3 cũng cho phép giám sát độ dày và đường kính cuối cùng của mỗi xylanh được sản xuất sau khi được mà crôm, để xem các xylanh này có sử dụng được hay không. Bởi vì quá trình mạ có thể làm tăng độ dày của các chi tiết, và làm cho đường kính bên trong xylanh bị giảm đi, nếu các thoogn số không đạt tiêu chuẩn, xylanh sẽ không thể sử dụng được. Mỗi mẻ được kết thúc sản xuất, nhãn được in bởi phần mềm Elipse E3 với tất cả thông số liên quan tới quá trình sản xuất: nhiệt độ độ được giám sát trong thùng chứa khi tẩm hóa chất, thời gian vào và ra của mỗi giai đoạn, thời gian chuẩn bị, các cảnh báo, mẫu mã, flightbar được sử dụng, dòng điện, và đường kính cuối cùng của xylanh. Để tăng cường hơn cho việc điều khiển, phần mềm cho phép giám sát khối lượng các mẫu đã được mạ thông qua các biểu đồ và dữ liệu quá khứ. Với các công cụ này, người vận hành có thể truy cập tới các thoogn tin của mẫu mã và số lượng các chi tiết được sản xuất, ngày/thời gian sản xuất, flightbar và các thùng chứa, thời gian về nhân công và bảo trì, nhiệt độ liên quan tới quá trình mạ cứng.

Hình 8-Lịch sử của quá trình sản xuất

Lưu ý rằng toàn dây chuyền sản xuất, từ giai đoạn tẩm hóa chất tới giai đoạn mạ crôm theo lệnh sản xuất được thực hiện bởi phần mềm, phần mềm chịu trách nhiệm thiết lập các khoảng thời gian giữa đầu vào và ra của các lô sản xuất. Mục địch của việc điều khiển này là giữ nhịp cho các lô sản xuất, tránh được các khoảng cách thời gian quá lớn của quá trình sản xuất, vì thế tăng được tốc độ và tổ chức đối với quá trình sản xuất. Hơn nữa, Stihl xử lý các chất gas của các hóa chất trong các dây truyền mạ, trước khi chúng được thải ra môi trường. Điều này cũng được áp dụng cho nước được sử dụng trong quá trình, nước được xử lý trong nhà máy xử lý nước thải, đảm bảo nước được làm tinh khiết, có thể tái sử dụng trong các dây chuyền mạ mới.

Hình 9-Ống trùm được sử dụng để xử lý không khí của quá trình mạ trước khi được thải ra môi trường

LỢI ÍCH

• Giảm chi phí mua hóa chất sử dụng cho việc tẩm hóa chất cho quá trình mạ crôm.
• Không cần nhiều chuyên gia để điều khiển quá trình.
• Giám sát tổng thể quá trình mạ crôm với các màn hình giao diện của Elipse E3 và bảng tổng hợp số lượng, và dữ liệu cảnh báo quá khứ.
• Việc điều khiển các bơm dùng trong quá trình đưa chất lỏng và hóa chất tới các giai đoạn chuẩn bị và mạ.
• Giám sát các nhiệt độ và mức độ pH của hóa chấ được sử dụng cho việc mạ.
• Điều khiển các phụ tải điện và điện áp của các bộ chỉnh lưu.
• Điều khiển việc xứ lý gas sinh ra do quá trình mạ, đảm bảo chất thải sạch, và có thể tái sử dụng cho quá trình mới.
• Hệ thống cảnh báo thông tin cho người vận hành các diễn biến xảy ra của quá trình.
• Điều khiển các xe và flightbar được sử dụng để vận chuyển các chi tiết của xylanh được mạ.
• Giám sát độ dầy và đường kính bên trong của xylanh crom để xác định xylyanh có được sử dụng hay không.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: STIHL Machinery Ltd. Đơn vị tích hợp: CRK Industrial Automation Ltd. Gói phần mềm: E3 Nền tảng phần mêm:  Windows 7 (64 bits) và Windows XP (32 bits) Số lượng license: 12 Số lượng I/O: 20.000 Giao thức sử dụng: Simatic Net

Hệ thống tự động hóa tại Sulgas với phần mềm Elipse E3

Bài viết này giới thiệu giải pháp được sử dụng để giám sát các thông tin biến đối trong hệ thống phân phối gas tự nhiên được quản lý bởi Altus trong hệ thống giám sát và điều khiển của Sulgás. Augusto Ribeiro Mendes Filho-Trung tâm thông tin Elipse Software

NHU CẦU

Công ty gas Rio Grande (Sulgás) chịu trách nhiệm cho việc tiếp thị (marketing) và phân phối gas tự nhiên bằng các đường ống dẫn trong bang Brazilian. Được thành lập năm 1993, công ty hoạt động như một công ty đa nguồn vốn, các cổ đông của công ty là công ty gas bang Rio Grande và công ty gas Petrobrás. Hiện nay, công ty có một mạng lưới phân phối bao trùm 542,3km (khoảng 335 dặm), phục vụ gần 5000 khách hàng công nghiệp, thương mại và khu dân cư. Do các đường ống nằm dưới mặt đất, trải rộng các khu vực nội đô và các khu vực nông thôn nên việc tiếp cận sẽ khó khăn, Sulgás cần sử dụng một hệ thống có khả năng giám sát các thông số hiện trường từ xa và theo thời gian thực, hệ thống SCADA có thể được điều khiển từ một trung tâm vận hành duy nhất, và loại bỏ yêu cầu về sự di chuyển tới các vị trí được giám sát. Với các yêu cầu đó, Sulgás đã thuê liên danh Altus và SYSPRO Quality để triển khai dự án, và sử dụng E3 được Elipse Software phát triển cho hệ thống giám sát điều khiển của họ. Với năm giấy phép (license) được mua: một dùng cho Server không giới hạn về số lượng tag, một cho cấu hình hot-standby Server (dự phòng), một Viewer Control (giám sát và điều khiển-Client), hai cho các server OPC. Ngoài ra, hai bộ điều khiển giao thức: Elipse SuperDriver-công nghệ mới nhất của Elipse, cho phép sử dụng nhiều giao thức trên cùng một kênh truyền thông duy nhất, Instromet 999 được Elipse Software phát triển cho ứng dụng chuyên biệt. Altus chịu trách nhiệm xây dựng hệ thống theo yêu cầu của khách hàng phù hợp với dự án. Cùng với Syspro Qulity, công ty cung cấp công nghệ truyền dẫn dữ liệu từ các đường ống phân phối của Sulgás tới hệ thống giám sát và điều khiển hệ thống phân phối.

Hình 1- Màn hình cài đặt hệ thống

GIẢI PHÁP

Các nhân viên vận hành của Sulgás có thể giám sát toàn bộ các thông số bao gồm các quá trình phân phối gas tự nhiên bằng các màn hình E3 và các công nghệ truyền dữ liệu thông qua GPRS. Áp suất, nhiệt độ, lưu lượng gas là các biến thông số có thể theo dõi trên các màn hình giám sát này.

Hình 2-Màn hình hình điều khiển lưu lượng dọc theo các mạng lưới phấn phối được lắp đặt trong khu vực Porto Alegre

Số lượng gas do khách hàng tiêu thụ, cũng như các tình trạng của hệ thống chống ăn mòn của các đường ống dẫn phân phối khí sẽ được gửi tới E3. Ngoài ra, hệ thống còn cung cấp các dữ liệu liên quan tới kinh doanh cho bộ phận tham chiếu giá PRU (Price Reference Unit) của công ty. Hệ thống cảnh báo là một đặc trưng mà E3 cung cấp trong hệ thống giám sát. Hệ thống này cảnh báo tới người vận hành nếu có bất kỳ vấn đề được phát hiện trong hệ thống ống dẫn. Ví dụ, như khi áp suất nằm ngoài tiêu chuẩn bình thường. Khi vấn đề được phát hiện, phần mềm hiển thị một thông điệp trên màn hình, chỉ ra thời gian, ngày và nội dung chi tiết của cảnh báo.

Hình 3- Màn hình điều khiển áp suất cho các mạng lưới phân phối trong các thành phố Caxias, Canoas, Cachoeirinha, và Igrejinha. Mầu đỏ ở dưới đáy, là các cảnh báo đã được kiểm tra trong quá trình giám sát

Công cụ của E3 cung cấp các biểu đồ và thông tin quá khứ, tất cả được thiết kế theo yêu cầu của khách hàng, và cả hai tính năng đều có thể xuất thông tin thành file dạng PDF hoặc in ra máy in. Sulgás đã đầu tư khoảng 7 triệu USD để phát triển hoàn thiện dự án cho toàn bộ hệ thống và các cấu trúc. Dự án này gồm hệ thống giám sát của Elipse, truyền thông từ xa bằng GPRS, lắp đặt thiết bị tại các khách hàng, lăp đặt tại phòng điều khiển, và các chi phí cho máy tính và nhân công.

Hình 4-Màn hình điển hình thể hiện một trạm phân phối của Sulgas

“Phần mềm cho phép thực hiện với cấu trúc tin cậy và mạnh mẽ, vì thế cho phép tích hợp với các hệ thống nội bộ của Sulgás. Trong dự án, các công tác nghiên cứu đã được thực hiện để tìm kiếm các tính năng tiện ích, và kết quả là các giao diện với các chức năng nâng cao”, nhà phân tích tại Sulgás, người chịu trách nhiệm thực hiện dự án, Samuel H.Rosa nói,

SuperDriver của ELIPSE

Để cải thiện truyền thông giữa các thiết bị được tích hợp trong hệ thống, chịu trách nhiệm đối với tự động hóa các tham số trường và các thiết bị liên quan trong việc phân phối gas, Sulgás đã quyết định sử dụng công nghệ mới nhất do Elipse phát triển gọi là Elipse SuperDriver, đây là bộ điều khiển có thể cho phép sử dụng nhiều giao thức trên cùng môt kênh truyền thông. Elipse SuperDriver có một cấu trúc để kết hợp nhiều bộ điều khiển, tạo các các mục gọi là Slave, các thiết lập cấu hình được phân tách với các cấu hình điều khiển riêng. Do đó, các tag thông tin I/O trong ứng dụng tham chiếu tới các Slave theo các trường thông số cài đặt, sẽ thu thập thông tin của Slave theo các chỉ định theo từng bộ điều khiển. Lưu ý rằng, các bộ điều khiển của Elipse để có thể kết hợp với nhau để tạo thành SuperDriver phải được phát triển thành IOKit (bộ công cụ thiết lập I/O) và cấu trúc của chúng được yêu cầu để cung cấp một giao tiếp Ethernet như lớp truyền thông tức thời cho ứng dụng.

LỢI ÍCH

• Giám sát từ xa và theo thời gian thực các thông tin về áp suất, nhiệt độ, lưu lượng gas được Sulgás phân phối; Giám sát khối lượng gas mà các khách hàng sử dụng và các hệ thống chống ăn mòn các đường dẫn gas.
• Hệ thống cảnh báo cho người vận hành về bất kỳ vấn đề nào có thể ảnh hướng tới quá trình, với thông tin về ngày, thời gian, chi tiết nội dung trên các màn hình sự kiện.
• Cung cấp các dữ liệu liên quan tới hóa đơn thanh toán PRU của Sulgás
• Thực hiện thiết kế các biểu đồ và dữ liệu quá khứ, có thể  xuất ra các file PDF và máy in, bao gồm toàn bộ các thông tin liên qua tới bất kỳ thông số nào của quá trình.
• Truyền thông tốt hơn giữa các thiết bị trong hệ thống, các thiết bị này chịu trách nhiệm tự động hóa các thông số hiện trường và các thiết bị có liên quan tới việc phân phối gas bằng Elipse SuperDriver.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Sulgás Đơn vị tích hợp hệ thống: Liên danh Altus và Syspro Quality Gói phần mềm sử dụng: E3 Số lượng license: 5 Nền tảng phần mềm: Microsoft Windows Server 2008 and Microsoft Windows 7 Số lượng thông tin (tags): 50.000 tags (khởi dầu với 400 remote points, có thể mở rộng lên 10,000 points với công nghệ GPRS) Giao thức sử dụng (I/O Driver): Enron Modbus; Modbus RTU; Instromet 999 (Driver được phát triển cho ứng dụng này với Elipse)

Ứng dụng giải pháp E3 cho hệ thống xếp dỡ xăng và dung môi của tổ hợp xăng dầu TRIUNFO

NHU CẦU

Hình 1- Lorenzo Bongiorni and Gustavo Pchara chịu trách nhiệm triển khai phần mềm E3

Bắt đầu từ tháng 8 năm 2002, Braskem là đơn vị đứng đầu Mỹ La Tinh trong thị trường các sản phẩm nhựa dẻo chịu nhiệt. Đây là công ty tổ hợp hóa dầu đầu tiên của Brazil, kết hợp vận hành 2 thế hệ dây chuyền sản xuất sản phẩm nhựa. Dây chuyền thế hệ đầu chịu trách nhiệm sản xuất ethen và propen, nguyên liệu thô chủ yếu để cấp cho dây chuyền thế hệ hai sản xuất sản phẩm nhựa đúc dẻo chịu nhiệt. Nhà máy có hơn bốn nghìn lao động, Braskem có các nhà máy đặt tại các địa điểm: Maceió/AL, Marechal/AL, Camaçari/BA, São Paulo/SP, Paulínia/SP, và Triunfo/RS. Tại các thành phố với các sản phẩm hóa dầu thế hệ đầu hoặc các chất hóa dầu cơ bản được sản xuất. Năm 2004, ứn dụng E3 đầu tiên được lắp đặt tại Braskem UNIB/RS (đơn vị đầu vào của bang Rio Grande). Ứng dụng này thực hiện giám sát việc xếp dỡ hàng xăng dầu, với ba tuyến xếp dỡ ra các đảo và hai tuyến xếp dỡ đường sắt. Việc tìm kiếm và chọn phần mềm được bắt đầu bởi vì Elipse là một công ty địa phương, sẽ thuận tiện và dễ dàng cho việc thương thảo. Và E3 đã thỏa mã các lợi ích với giải pháp đề xuất, tháng 9 năm 2008, một số tuyến xếp dỡ hàng trong 16 tuyến được thực hiện giám sát bằng E3. Trong số đó, 11 tuyến xếp dỡ hàng hóa dạng chất lỏng và 4 tuyến là xăng.  Và các tuyến khác, sẽ lần lượt được chuyển đổi sang các hệ thống mới. “Chúng tôi quyết định sử dụng E3 để tìm kiếm các ưu việt của công nghệ không chỉ liên quan tới hệ thống giám sát xếp dỡ hàng hóa cũ, cũng như giải pháp E3 hiện hữu được sử dụng trong các đảo chứa xăng. Suy nghĩ về vấn đề này, chúng tôi đã quyết định phát triển một ứng dụng để khai thác nhiều hơn các tài nguyên giám sát và điều khiển việc xếp dỡ dung môi”, kỹ sư tự động hóa của Braskem, Lorenzo Bongiorni phát biểu. Ngày nay, UNIB từ Triunfor/RS sử dụng 6 license Hot-Standby, hai trong số đó sử dụng cho khu vực xếp dỡ xăng, hai cho khu vực dung môi, và hai cho cảng Rio Grande.

GIẢI PHÁP

Hình 2-Khu vực xếp dỡ gas

Tháng 9 năm 2008, với việc nâng cấp công nghệ tại các đảo xếp dỡ dung môi (chuyển đổi PLC, cáp kết nối…), đây là cơ hội để lắp đặt và triển khai E3 cùng với hệ thống giám sát cho xếp dỡ dung môi. E3 tiêu chuẩn hóa các thông tin và giao tiếp với các thiết bị được người vận hành sử dụng để điều khiển xếp dỡ dung môi.  Với Gustavo Regner Pchara, kỹ sử phát triển mạng lưới Beta và là một trong những người chịu trách nhiệm chính cho việc triển khai ứng dụng E3 tại UNIB/RS, sự khác biệt của hệ thống mới đối với các đảo chứa dung môi là tập trung chủ yếu vào các thư viện dễ sử dụng. “Khi đối tượng được tạo ra, không cần phải lo lắng về nó, bởi đối tượng này đủ để cập nhật trong trường hợp có sự thay đổi cần thiết. Thay vì như trong các hệ thống giám sát trước đó, khi chúng ta phải khởi động lại toàn bộ đối tượng”, ông nói. Sự khác biệt về giải pháp được sử dụng trong khu vực xếp dỡ xăng, đó là E3 chịu trách nhiệm trao đổi dữ liệu giữa PLC và SQL (cơ sở dữ liệu), bản E3 hiện hữu trong khu vực dung môi đã được phát triển để giám sát và giao tiếp với các đầu vào ra I/O của PLC. Trong trường hợp này, giải pháp được xây dựng chịu trách nhiệm cập nhật dữ liệu giữa PLC và server SQL (đây là phần mềm bên ngoài). Trong cả hai trường hợp, E3 giao tiếp với dữ liệu hiệu PLC hiệu quả thu thập dữ liệu của toàn bộ quá trình xếp dỡ, cho phép thử nghiệm và chuẩn đoán các hư hỏng trong thiết bị. Điểm khác biệt đó là giải pháp chịu trách nhiệm giám sát các đảo chứa dung môi sẽ đưa ra cách thức chuẩn đoán đầy đủ hơn cho người sử dụng, bởi vì giải pháp này được triển khai với đầy đủ năng lực hơn việc giám sát các đảo chứa xăng. Theo Bongiorni, các thức mà giải pháp Elipse đã được xây dựng cho các đảo dung môi, hầu hết đã loại bỏ mức độ can thiệp trong PLC, và đây là một điểm nhấn. Vì thế, có thể truy cập với các điều kiện của từng đảo nhanh và an toàn trong khi xếp dỡ hàng. Trong quá trình xếp dỡ hàng, xe tải hoặc xe chở hàng nằm dưới tình trạng giám sát của hệ thống với 4 tín hiệu: điểm nối đất, áp lực không khí do xe, công tắc báo mức cao của khoảng xếp dỡ, và các tình huống khẩn cấp trong đảo dỡ hàng. Các vấn đề dễ dàng được xử lý bằng E3.

Hình 3-Màn hình E3 cho việc giám sát xếp dỡ dung môi

Sau bước này, có nhu cầu giám sát bao quát toàn bộ việc xếp dỡ của nó. Mục đích lấy dữ liệu từ hiện tại khi mà giải pháp tạo mối liên hệ trực tiếp server SQL, cho phép người điều hành có thể truy cấp tới các thông tin liên qua tới quá trình xếp dỡ. Các thông tin là số lượng được yêu cầu xếp dỡ và thẻ cho phép (quyền) các cặp lái xe/xe thực hiện các yêu cầu, phù hiệu xe, kiểm tra trọng lượng khi vào và ra, khối lượng hàng hóa, tổng khối lượng đã xếp dỡ, nhiệt độ trung bình của hàng hóa khi xếp dỡ, thông tin đảo chứa khi xe hàng ở trong đó và tình trạng chung của việc xếp dỡ. Nếu các thông tin trên chưa đủ, giải pháp còn cho phép truy cập tới các dữ liệu của từng khoang xe của các đảo chứa, ví dụ như tình trạng của các van, bơm, nhiệt độ, tình trạng lụt lội và xếp dỡ.

Hình 4-Màn hình xếp dỡ hàng trong một đảo

“Thực tế, chúng tôi cũng biết E3 được áp dụng ở các đảo chứa xăng, nên có thể lắp đặt nó, để nâng cao khả năng vận hành của các đảo chứa dung môi”, kỹ sư triển khai nói. “Ý tưởng được kết hợp năm 209, giải pháp E3 giám sát và điều khiển các đảo chứa dung môi cùng với 5 đảo chứa xăng”, Pchara bổ sung.

LỢI ÍCH

• Phần mềm gọn nhẹ, dễ dàng trong bảo trì và nâng cấp hệ thống.
• Sử dụng các thư viện để xây dựng các ứng dụng khác nhau, tránh việc phải cấu hình lại hệ thống khi nâng cấp hay chỉnh sửa hệ thống.
• Các tiêu chuẩn thông tin tốt hơn và giao tiếp với các thiết bị và người vận hành
• Tương tác vào/ra, cung câp khả năng kiểm tra và chuẩn đoán phần cứng.
•    Giám sát các thông số truyền thông mạng của các điểm đầu vào dữ liệu
• Truy cập trực tiếp tới các thông tin liên quan tới quá trình xếp dỡ, giảm sự can thiệp vào PLC và cung cấp kha rnawng chuẩn đoán hệ thống từ xa.

CÁC ĐÁNH GIÁ

Đối với Bongiorni, E3 đại diện cho một sự chuyển đổi lớn, chủ yếu là đối với hệ thống xếp dỡ dung môi. Theo ông, trước khi có E3, người vận hành chỉ truy cập được khoảng 10% lượng thông tin so với ngày nay. “Hệ thống giám sát cũ khiến chung tôi phải sử dụng vài ứng dụng khác để chuẩn đoán khi xảy ra vấn đề trong hệ thống. Với E3, đã đưa toàn bộ thông tin về quá trình xếp dỡ trong các đảo dung môi. Đây là một hệ thống hoàn chỉnh”, ông đã đưa ra ý kiến. Theo Pchara, ngoài các nội dung này, các điểm nổi bật của E3 là tính năng kỹ thuật riêng của nó. “Phần mềm đã được phát triển theo khối, thư viện, khiến cho nó dễ dàng sử dụng để thiết kế bất kỳ điều gì cần thực hiện trên ứng dụng. Không chỉ đơn giản, đây là công cụ mạnh mẽ và nhanh chóng, khả năng truyền thông với cơ sở dữ liệu bao gồm các thông tin của quá trình xếp dỡ,  từ tài chính cho tới nhà máy”, ông nói.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Braskem Đơn vị tích hợp: Altus Sistemas de Informática S/A Gói phần mềm sử dụng: Elipse E3 Số lượng license: 4 Nền tảng phần mềm: Windows Server 2003 R2 Số lượng thông tin (tag): 3.211 Giao thức (I/O Driver): Altus, TCP/IP