Procesw egen - METTLER TOLEDO

Proceswegen
Proces weeggegevens integreren
Witboek - industrieel wegen
Een efficiënte overdracht van proces
weeggegevens naar MES- of
ERP-systemen van hoger niveau
kan productieprocessen transparanter
maken. Verhoogde transparantie
kan het gebruik van bedrijfsmiddelen
verbeteren, bedrijfskosten
verlagen en het voldoen aan
certificeringsnormen of industriële
wetgeving vereenvoudigen.
Het identificeren en invoeren van
het meest effectieve systeem voor
gegevensverzameling en - integratie
kan een uitdaging zijn, vooral in
een traditioneel productiebedrijf.
Dit witboek onderzoekt de uitdagingen
die het integreren van weegprocessen
met zich mee brengt
en biedt aandachtspunten bij het
definiëren van productielimieten
en doelen. Wanneer deze punten
in overweging worden genomen,
beantwoorden voorgenomen
weeg- en communicatieoplossingen
eerder aan gestelde doelen en
produceren ze een beter meetbare
ROI.
Inhoud
1. Uitdagingen definiëren op het gebied van data-integratie
2. Doelen van data-integratie bepalen
3. Oplossingen met data-integratie
4. Best practices voorstellen
5. Troubleshooting bij data-uitwisseling
6. Samenvatting
7. Extra hulpmiddelen

Proceswegen
1. Uitdagingen definiëren op het
gebied van data-integratie
Uitdagingen waar producenten
mee worden geconfronteerd bij het
effectief integreren van weeggegevens
in een geautomatiseerd ERP/
MES-systeem:
snelheid - het vermogen om
betrouwbare “gefilterde” weeggegevens
te leveren aan een hoger
automatiseringssysteem bij applicaties
met hoge snelheid (zoals
zeer nauwkeurig afvullen), zodat de
productie-instellingen kunnen worden
aangepast.
flexibiliteit - mogelijkheid voor het
communiceren van informatie die
het wegen beïnvloedt, zoals
nauwkeurigheid, grondstoffenverbruik
en productiefactoren zoals
product ID, streefgewicht, tarragewicht,
weegschaalstatus, operatorberichten
en foutmeldingen.
kosten - mogelijkheid om gegevens
uit meerdere weegschalen
integreren in één geautomatiseerd
systeem.
beperkingen apparatuur - voorzien
in- of vervangen van apparatuur
met nieuwe besturingen, die automatisering
mogelijk maken.
ongunstige omstandigheden -
hogedrukreiniging; explosieve/corrosieve
omgevingen; veel trillingen;
elektromagnetische interferentie en/
of extreme temperaturen.
Deskundig beheer van de werkingsomstandigheden
voor
weegsysteem, - waarbij niet wordt
ingeboet op nauwkeurigheid en
communicatie met hogere systemen-
kan helpen bij het vaststellen
van productielimieten. Vervolgens
kan in combinatie met de doelen
van data-integratie, de meest
geschikte weegapparatuur en datacommunicatieoplossing
worden
uitgekozen.
2. Doelen van data-integratie
bepalen
Voorafgaand aan het selecteren
van een weegterminal/ communicatiesysteem,
moet men de doelen
van data-integratie bepalen. Typische
vragen hiertoe zijn:
• Welk soort informatie zal worden
gecommuniceerd tussen de
weegterminal en het automatiseringssysteem?
• Wie of wat heeft de gegevens
nodig en waarom?
• Wat zorgt ervoor dat gegevens
worden verstuurd en hoe vaak
vindt deze communicatie plaats?
• Wat zijn de huidige vereisten van
het gegevensformaat? Zijn deze
bespreekbaar?
• Wat is het type communicatiemiddel?
Is dat bespreekbaar?
Sommige van deze vragen zijn
strategisch van aard; welk type
informatie is vereist, door wie en
voor welk doel? Wanneer deze
vragen eenmaal zijn beantwoord,
kunnen de resterende oplossingen
worden onderzocht met als doel
het verhogen van performance. Dit
verhoogt de kans dat de uiteindelijke
procesintegratie een meetbare
en snelle ROI zal opleveren.
3. Oplossingen met dataintegratie
Wanneer PLC-besturing wordt overwogen,
kan het type bus interface
de weegapparatuur beïnvloeden.
De keuze van een PLC bus netwerk
is gebaseerd op factoren als het
bus type dat wordt geleverd door
de automatiseringsleverancier, het
aantal benodigde nodes, het type
apparaat/ de hoeveelheid netwerkgegevens,
de gewenste snelheid
van dataoverdracht en het projectbudget.
Een leverancier van automatiseringsapparatuur
zal de voor- en
nadelen op een rijtje zetten van
de verschillende typen netwerken.
Mogelijkheden als:
• het uploaden van streefgewichten
naar de weegterminal
• het verzamelen van kalibratieinformatie
en/ of kalibratie via
een PLC-programma, en
• statistieken over het weegschaalgebruik
zijn alle realiseerbaar met de juiste
weegterminal. Weegdoelen zoals
algemene procesnauwkeurigheid
en afvulsnelheid, samen met het
METTLER TOLEDO Proceswegen 2

Proceswegen
gekozen PLC bus netwerk, zullen
bepalen welk type weegterminal en
interface vereist zijn.
Als PLC data-integratie geen vereiste
is, wordt PC-gebaseerde seriële of
Ethernet TCP/IP datacommunicatie
een optie. Ethernet TPC/IP systemen
maken eenvoudiger gebruik
van draadloze datacommunicatie
dan PLC-systemen. OPC-interfaces
kunnen weeggegevens integreren
via een andere OPC-applicatie.
OPC levert een gestandaardiseerd
dataformaat, dat de integratie- en
supportkosten kan verlagen, de
complexiteit van het systeem vermindert
en de ontwikkeling van het
industriële automatiseringsproject
versnelt.
In de leveringsomvang van METTLER
TOLEDO, wordt voorzien in een
vergelijking op hoofdeigenschappen
van PLC en TCP/IP systemen.
4. Best practices voorstellen
Best practices voor het integreren
van weegterminals in hogere systemen
volgen de adviezen van de
automatiseringsleverancier. Hoewel
de best practices voor alle types
netwerken buiten het aandachtsveld
van dit witboek valt, volgen
hier een aantal voorbeelden van
Communicatiemethode Vereisten/ beperkingen
Primaire weeggegevens via
seriële of Ethernet TCP/IP
Primaire weeggegevens via
4-20ma of 0-10VDC signaal
Weeggegevens via PLC veldbus,
bv. EtherNet/IP, Profibus® DP
best practices voor het invoeren
van ethernet-gebaseerde netwerken
zoals EtherNet/IP, Modbus TCP
of ProfiNet®.
Industrieel netwerk t.o.
kantoornetwerk
Bij het ontwerp van een industrieel
netwerk spelen andere punten
• Standaard gegevensformaat met
vooraf gedefinieerde, beperkte
gegevenssets.
•“Afdruksjablonen” opgeslagen in
weegterminal en gecommuniceerd
naar externe hardware
• OPC-server communiceert het format
van de weeggegevens
• Beperkte communicatie van
gewicht en/of snelheid
• Vereist aparte communicatie tussen
controlesysteem en weegterminal
voor functies als nulstellen of printopdrachten
• Vereist PLC hardware/ programma
voor het integreren van gegevens
• De mogelijkheden van de PLC
interface beperken de grootte van
het datapakket/ de gegevens.
• Productiecertificaat
een rol dan bij het ontwerp van
een kantoornetwerk. Dataverkeer
tijdens programmering, configuratie
en diagnostiek via EtherNet/
IP, evenals tijdens uitwisseling
van niet-tijdgebonden gegevens,
is doorgaans van lage snelheid en
vindt zelden plaats.
Binnen een productieproces bestaat
dataverkeer tijdens tijdgebonden
gegevensuitwisseling echter voornamelijk
uit UDP/IP Unicast en
Multicast pakketten. IP Multicast
dataverkeer gegenereerd in een
EtherNet/IP netwerk is van hoge
snelheid en kleine omvang, en vindt
continue plaats.
Wanneer een EtherNet/IP subnetwerk
wordt aangesloten op een
industrieel netwerk, dient de continue
overdracht van Multi-cast gege-
METTLER TOLEDO Proceswegen 3

Proceswegen
4,000
3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
500
0
2007 2008 2009 2010 2011 2012
Leveringen van Industriele Ethernet Componenten
(duizenden eenheden)
©2008 ARC Advisory Group
venspakketten te worden vermeden.
Hoewel de doorlopende informatiestroom
vanuit het subnetwerk wenselijk
kan zijn voor geoptimaliseerd
wegen, kan het een multicast informatiestroom
veroorzaken die de
performance van het totale netwerk
aantast of zelfs beschadigt.
Optimaliseren van industrieel
EtherNet/IP
Rockwell Automation heeft de volgende
aanbevelingen gedaan voor
het optimaliseren de netwerkperformance
met behulp van EtherNet/IP.
Kies waar mogelijk voor Unicast
EtherNet/IP communicatie.
Unicast I/O voor EtherNet/IP zorgt
voor directe point-to-point communicatie
tussen twee apparaten
binnen een netwerk. Deze communicatie
is efficiënter wanneer
I/O gegevens niet beschikbaar
hoeven te zijn op meerdere apparaten.
Meer informatie over Unicast
t.o. Multicast communicatie kunt
u vinden in de ODVA publicatie
70, “Recommended Functionality
for EtherNet/IP Devices,”. U krijgt
toegang tot deze informatie door
te klikken op de links onderaan dit
witboek.
Minimaliseren van belasting van
het apparaat wegens ongewenst
IP multicast dataverkeer.
Afhankelijk van de configuratie van
het subnetwetwerk en de aansluiting
van de apparatuur, kan dit doel
worden bereikt met behulp van
gereguleerde Ethernetschakelaars
die virtual LANs (VLANs) en IP multicast
routing ondersteunen.
Minimaliseren van belasting bij
het schakelen wegens ongewenst
IP multicast dataverkeer.
Gebruik volledige duplexschakelaars
voor het regelen van het
industriële netwerk, die geschikt
zijn voor IGMP (Internet Group
Multicast Protocol) snooping, port
mirroring, VLAN set-up, SNMP statistische
informatie, blokkering IPadres,
automatisch herstellen van
configuraties, regulering van informatiestromen
per port broadcast/
multicast, spanning tree protocol
(STP) en frame prioritization.
Beperk overbelasting van het
netwerk wegens ongewenst binnenkomend
IP multicast dataverkeer/
blokkeer IP multicast
dataverkeer dat wordt gegenereerd
binnen het EtherNet/IP
subnetwerk tegen overdracht in
het grotere industriële netwerk.
Bij het inrichten van een industrieel
netwerk gaat de voorkeur
uit naar netwerk kabelconnectors
met beschermingsgraad IP67 en
verhoogde temperatuurwaarde tot
80°C. CAT6 of CAT6a beveiligde
kabels voor de industrie dienen
voor gebruik in zeer luidruchtige
omgevingen. In sommige gevallen
kunnen geaarde metalen elektriciteitskabels
elektrische interferentie
De populariteit van Ethernet gebaseerde apparatuur
neemt toe dankzij de verhoogde snelheid, grotere
bandbreedte, gangbare onderdelen en de eenvoudige
installatie.
minimaliseren. Een goede aarding
is belangrijk bij het voorkomen
van lussen die communicatieuitval
of signaal interferentie veroorzaken.
Het gebruik van een door de PLCleverancier
verstrekte testcode
of andere integratiehulp zoals
de Add-on-Profiles (AOPs) en de
Add-on-Instructions (AOIs) van
Rockwell Automation kunnen het
integreren van apparatuur in een
geautomatiseerd netwerk vereenvoudigen
en programmeerfouten
minimaliseren.
5. Verbindingsproblemen
oplossen
Problemen oplossen met datacommunicatie
bij een weegterminal
en geautomatiseerde systemen is
afhankelijk van de gebruikte communicatiemethode.
Bij een seriële
of EtherNet TCP/IP interface kan
een eenvoudige verbinding met een
PC applicatie als HyperTerminal de
overdracht van standaard weeggegevens
controleren via de communicatiepoort
van de weegterminal.
Problemen met een Ethernet netwerk
hebben meestal te maken
met:
• communicatiemiddelen (kabels,
aansluitingen, netwerkkaarten),
• software-instellingen/ netwerkconfiguratie
en
• performance netwerksignaal.
Bij het oplossen van problemen
met communicatiemiddelen maken
METTLER TOLEDO Proceswegen 4

Proceswegen
Nederland
Mettler-Toledo B.V.
Franklinstraat 5
4004 JK Tiel
Tel. + 31 344 63 83 63
Fax + 31 344 63 83 90
contact.nl@mt.com
Technische wijzigingen voorbehouden
© 02/2011 Mettler-Toledo AG
technici gebruik van verschillende
instrumenten zoals TDR (time
domain reflectometer)-apparatuur,
handmatige netwerktesters en
kabeltesters. Bij PLC-gebaseerde
systemen wordt PC-gebaseerde
simulatiesoftware geleverd voor het
zien en controleren van de datacommunicatie,
afkomstig van een
PLC-poort van de weegterminal.
LED’s op de communicatie-PCB
leveren primaire informatie met
betrekking tot de performance. Het
tijdelijk bypassen van het PLCapplicatieprogramma
en direct
wegschrijven naar output-commands
en datawoorden, kan ook
veel problemen oplossen.
Troubleshooten van de weegterminal
kan ook via externe toegang
tot het configuratiebestand van
de weegterminal of door fout-logs
en diagnostische webpagina's te
tonen.
6. Samenvatting
Efficiënte overdracht van procesgegevens
naar MES- of ERP-systemen
van hoger niveau kan samen met
intelligente weegplateaus/ systeemupgrades:
• het beheer van productieprocessen
verbeteren,
• het gebruik van middelen optimaliseren,
• bedrijfskosten verlagen en
• een meetbare ROI genereren.
Het bepalen van heldere doelstellin-
België
N.V. Mettler-Toledo S.A.
Leuvensesteenweg 384
1932 Zaventem
Tel. + 32 2 334 02 11
Fax + 32 2 334 03 34
general.mtb@mt.com
gen – hetzij intern uitgevoerd, dan
wel met de hulp van weegprocesspecialisten
– kan ervoor zorgen
dat investeringen in hard- en software
de beoogde procesverbeteringen
opleveren.
Overwegingen bij een voorgenomen
systeemupgrade:
• Processnelheid (bv. bij snelle
vulprocessen), die de snelheid
van gegevensuitwisseling beïnvloedt;
• Bestaande apparatuur en potentiele
verbindingsmogelijkheden;
• Beschikbaar budget;
• Ongunstige productieomstandigheden,
zoals hogedrukreiniging,
bijtende chemicaliën, explosiegevaarlijke
omgevingen en extreme
temperaturen;
• De gegevens; wie/wat heeft deze
nodig, waarom en in welk formaat?
• Is een PLC verbinding noodzakelijk
of werkt een seriële of ethernetaansluiting
TCP/IP-naar-PC?
Tenslotte, vereist het oplossen van
problemen met een ethernetnetwerk
de kennis van communicatiemiddelen,
configuratie en signaalperformance.
Sommige leveranciers
bieden PC-gebaseerde simulatiesoftware
voor het controleren van
de datacommunicatie afkomstig
van een PLC-poort van de weegterminal.
Leveranciers kunnen helpen
met het vergelijken van verschillende
weegplateaus en communicatieoplossingen.
www.mt.com Voor meer informatie
7. Extra hulpmiddelen
Meer informatie over communicatiemogelijkheden,
dataformaat
en veldbus-specifieke vereisten
voor weegterminals van METTLER
TOLEDO is beschikbaar op www.
mt.com. Via de volgende links vindt
u algemene en specifieke informatie
van de leverancier die u kunt
helpen bij het optimaliseren van
geautomatiseerde processen met
wegen.
• METTLER TOLEDO:
www.mt.com/terminals
• Rockwell Automation Integrated
Architecture Tools:
www.rockwellautomation.com/
solutions/integratedarchitecture/
resources4.html#Termination
• Rockwell Integrated Architecture
Builder software:
www.rockwellautomation.com/
en/e-tools/configuration.html
• ODVA DeviceNet Library:
www.odva.org/default.aspx?
tabid=73
• ODVA EtherNet/IP Library:
www.odva.org/default.aspx?
tabid=76
• Profibus/ProfiNet®:
www.profibus.com
• Network Analyzer: Wire Shark,
www.wireshark.org;
Fluke Networks:
www.flukenetworks.com
• Kepware OPC:
www.kepware.com