Procesw egen - METTLER TOLEDO
Procesw egen - METTLER TOLEDO
Procesw egen - METTLER TOLEDO
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Procesw</strong><strong>egen</strong><br />
Proces weeggegevens integreren<br />
Witboek - industrieel w<strong>egen</strong><br />
Een efficiënte overdracht van proces<br />
weeggegevens naar MES- of<br />
ERP-systemen van hoger niveau<br />
kan productieprocessen transparanter<br />
maken. Verhoogde transparantie<br />
kan het gebruik van bedrijfsmiddelen<br />
verbeteren, bedrijfskosten<br />
verlagen en het voldoen aan<br />
certificeringsnormen of industriële<br />
wetgeving vereenvoudigen.<br />
Het identificeren en invoeren van<br />
het meest effectieve systeem voor<br />
gegevensverzameling en - integratie<br />
kan een uitdaging zijn, vooral in<br />
een traditioneel productiebedrijf.<br />
Dit witboek onderzoekt de uitdagingen<br />
die het integreren van weegprocessen<br />
met zich mee brengt<br />
en biedt aandachtspunten bij het<br />
definiëren van productielimieten<br />
en doelen. Wanneer deze punten<br />
in overweging worden genomen,<br />
beantwoorden voorgenomen<br />
weeg- en communicatieoplossingen<br />
eerder aan gestelde doelen en<br />
produceren ze een beter meetbare<br />
ROI.<br />
Inhoud<br />
1. Uitdagingen definiëren op het gebied van data-integratie<br />
2. Doelen van data-integratie bepalen<br />
3. Oplossingen met data-integratie<br />
4. Best practices voorstellen<br />
5. Troubleshooting bij data-uitwisseling<br />
6. Samenvatting<br />
7. Extra hulpmiddelen
<strong>Procesw</strong><strong>egen</strong><br />
1. Uitdagingen definiëren op het<br />
gebied van data-integratie<br />
Uitdagingen waar producenten<br />
mee worden geconfronteerd bij het<br />
effectief integreren van weeggegevens<br />
in een geautomatiseerd ERP/<br />
MES-systeem:<br />
snelheid - het vermogen om<br />
betrouwbare “gefilterde” weeggegevens<br />
te leveren aan een hoger<br />
automatiseringssysteem bij applicaties<br />
met hoge snelheid (zoals<br />
zeer nauwkeurig afvullen), zodat de<br />
productie-instellingen kunnen worden<br />
aangepast.<br />
flexibiliteit - mogelijkheid voor het<br />
communiceren van informatie die<br />
het w<strong>egen</strong> beïnvloedt, zoals<br />
nauwkeurigheid, grondstoffenverbruik<br />
en productiefactoren zoals<br />
product ID, streefgewicht, tarragewicht,<br />
weegschaalstatus, operatorberichten<br />
en foutmeldingen.<br />
kosten - mogelijkheid om gegevens<br />
uit meerdere weegschalen<br />
integreren in één geautomatiseerd<br />
systeem.<br />
beperkingen apparatuur - voorzien<br />
in- of vervangen van apparatuur<br />
met nieuwe besturingen, die automatisering<br />
mogelijk maken.<br />
ongunstige omstandigheden -<br />
hogedrukreiniging; explosieve/corrosieve<br />
omgevingen; veel trillingen;<br />
elektromagnetische interferentie en/<br />
of extreme temperaturen.<br />
Deskundig beheer van de werkingsomstandigheden<br />
voor<br />
weegsysteem, - waarbij niet wordt<br />
ingeboet op nauwkeurigheid en<br />
communicatie met hogere systemen-<br />
kan helpen bij het vaststellen<br />
van productielimieten. Vervolgens<br />
kan in combinatie met de doelen<br />
van data-integratie, de meest<br />
geschikte weegapparatuur en datacommunicatieoplossing<br />
worden<br />
uitgekozen.<br />
2. Doelen van data-integratie<br />
bepalen<br />
Voorafgaand aan het selecteren<br />
van een weegterminal/ communicatiesysteem,<br />
moet men de doelen<br />
van data-integratie bepalen. Typische<br />
vragen hiertoe zijn:<br />
• Welk soort informatie zal worden<br />
gecommuniceerd tussen de<br />
weegterminal en het automatiseringssysteem?<br />
• Wie of wat heeft de gegevens<br />
nodig en waarom?<br />
• Wat zorgt ervoor dat gegevens<br />
worden verstuurd en hoe vaak<br />
vindt deze communicatie plaats?<br />
• Wat zijn de huidige vereisten van<br />
het gegevensformaat? Zijn deze<br />
bespreekbaar?<br />
• Wat is het type communicatiemiddel?<br />
Is dat bespreekbaar?<br />
Sommige van deze vragen zijn<br />
strategisch van aard; welk type<br />
informatie is vereist, door wie en<br />
voor welk doel? Wanneer deze<br />
vragen eenmaal zijn beantwoord,<br />
kunnen de resterende oplossingen<br />
worden onderzocht met als doel<br />
het verhogen van performance. Dit<br />
verhoogt de kans dat de uiteindelijke<br />
procesintegratie een meetbare<br />
en snelle ROI zal opleveren.<br />
3. Oplossingen met dataintegratie<br />
Wanneer PLC-besturing wordt overwogen,<br />
kan het type bus interface<br />
de weegapparatuur beïnvloeden.<br />
De keuze van een PLC bus netwerk<br />
is gebaseerd op factoren als het<br />
bus type dat wordt geleverd door<br />
de automatiseringsleverancier, het<br />
aantal benodigde nodes, het type<br />
apparaat/ de hoeveelheid netwerkgegevens,<br />
de gewenste snelheid<br />
van dataoverdracht en het projectbudget.<br />
Een leverancier van automatiseringsapparatuur<br />
zal de voor- en<br />
nadelen op een rijtje zetten van<br />
de verschillende typen netwerken.<br />
Mogelijkheden als:<br />
• het uploaden van streefgewichten<br />
naar de weegterminal<br />
• het verzamelen van kalibratieinformatie<br />
en/ of kalibratie via<br />
een PLC-programma, en<br />
• statistieken over het weegschaalgebruik<br />
zijn alle realiseerbaar met de juiste<br />
weegterminal. Weegdoelen zoals<br />
algemene procesnauwkeurigheid<br />
en afvulsnelheid, samen met het<br />
<strong>METTLER</strong> <strong>TOLEDO</strong> <strong>Procesw</strong><strong>egen</strong> 2
<strong>Procesw</strong><strong>egen</strong><br />
gekozen PLC bus netwerk, zullen<br />
bepalen welk type weegterminal en<br />
interface vereist zijn.<br />
Als PLC data-integratie geen vereiste<br />
is, wordt PC-gebaseerde seriële of<br />
Ethernet TCP/IP datacommunicatie<br />
een optie. Ethernet TPC/IP systemen<br />
maken eenvoudiger gebruik<br />
van draadloze datacommunicatie<br />
dan PLC-systemen. OPC-interfaces<br />
kunnen weeggegevens integreren<br />
via een andere OPC-applicatie.<br />
OPC levert een gestandaardiseerd<br />
dataformaat, dat de integratie- en<br />
supportkosten kan verlagen, de<br />
complexiteit van het systeem vermindert<br />
en de ontwikkeling van het<br />
industriële automatiseringsproject<br />
versnelt.<br />
In de leveringsomvang van <strong>METTLER</strong><br />
<strong>TOLEDO</strong>, wordt voorzien in een<br />
vergelijking op hoofdeigenschappen<br />
van PLC en TCP/IP systemen.<br />
4. Best practices voorstellen<br />
Best practices voor het integreren<br />
van weegterminals in hogere systemen<br />
volgen de adviezen van de<br />
automatiseringsleverancier. Hoewel<br />
de best practices voor alle types<br />
netwerken buiten het aandachtsveld<br />
van dit witboek valt, volgen<br />
hier een aantal voorbeelden van<br />
Communicatiemethode Vereisten/ beperkingen<br />
Primaire weeggegevens via<br />
seriële of Ethernet TCP/IP<br />
Primaire weeggegevens via<br />
4-20ma of 0-10VDC signaal<br />
Weeggegevens via PLC veldbus,<br />
bv. EtherNet/IP, Profibus® DP<br />
best practices voor het invoeren<br />
van ethernet-gebaseerde netwerken<br />
zoals EtherNet/IP, Modbus TCP<br />
of ProfiNet®.<br />
Industrieel netwerk t.o.<br />
kantoornetwerk<br />
Bij het ontwerp van een industrieel<br />
netwerk spelen andere punten<br />
• Standaard gegevensformaat met<br />
vooraf gedefinieerde, beperkte<br />
gegevenssets.<br />
•“Afdruksjablonen” opgeslagen in<br />
weegterminal en gecommuniceerd<br />
naar externe hardware<br />
• OPC-server communiceert het format<br />
van de weeggegevens<br />
• Beperkte communicatie van<br />
gewicht en/of snelheid<br />
• Vereist aparte communicatie tussen<br />
controlesysteem en weegterminal<br />
voor functies als nulstellen of printopdrachten<br />
• Vereist PLC hardware/ programma<br />
voor het integreren van gegevens<br />
• De mogelijkheden van de PLC<br />
interface beperken de grootte van<br />
het datapakket/ de gegevens.<br />
• Productiecertificaat<br />
een rol dan bij het ontwerp van<br />
een kantoornetwerk. Dataverkeer<br />
tijdens programmering, configuratie<br />
en diagnostiek via EtherNet/<br />
IP, evenals tijdens uitwisseling<br />
van niet-tijdgebonden gegevens,<br />
is doorgaans van lage snelheid en<br />
vindt zelden plaats.<br />
Binnen een productieproces bestaat<br />
dataverkeer tijdens tijdgebonden<br />
gegevensuitwisseling echter voornamelijk<br />
uit UDP/IP Unicast en<br />
Multicast pakketten. IP Multicast<br />
dataverkeer g<strong>egen</strong>ereerd in een<br />
EtherNet/IP netwerk is van hoge<br />
snelheid en kleine omvang, en vindt<br />
continue plaats.<br />
Wanneer een EtherNet/IP subnetwerk<br />
wordt aangesloten op een<br />
industrieel netwerk, dient de continue<br />
overdracht van Multi-cast gege-<br />
<strong>METTLER</strong> <strong>TOLEDO</strong> <strong>Procesw</strong><strong>egen</strong> 3
<strong>Procesw</strong><strong>egen</strong><br />
4,000<br />
3,500<br />
3,000<br />
2,500<br />
2,000<br />
1,500<br />
1,000<br />
500<br />
0<br />
2007 2008 2009 2010 2011 2012<br />
Leveringen van Industriele Ethernet Componenten<br />
(duizenden eenheden)<br />
©2008 ARC Advisory Group<br />
venspakketten te worden vermeden.<br />
Hoewel de doorlopende informatiestroom<br />
vanuit het subnetwerk wenselijk<br />
kan zijn voor geoptimaliseerd<br />
w<strong>egen</strong>, kan het een multicast informatiestroom<br />
veroorzaken die de<br />
performance van het totale netwerk<br />
aantast of zelfs beschadigt.<br />
Optimaliseren van industrieel<br />
EtherNet/IP<br />
Rockwell Automation heeft de volgende<br />
aanbevelingen gedaan voor<br />
het optimaliseren de netwerkperformance<br />
met behulp van EtherNet/IP.<br />
Kies waar mogelijk voor Unicast<br />
EtherNet/IP communicatie.<br />
Unicast I/O voor EtherNet/IP zorgt<br />
voor directe point-to-point communicatie<br />
tussen twee apparaten<br />
binnen een netwerk. Deze communicatie<br />
is efficiënter wanneer<br />
I/O gegevens niet beschikbaar<br />
hoeven te zijn op meerdere apparaten.<br />
Meer informatie over Unicast<br />
t.o. Multicast communicatie kunt<br />
u vinden in de ODVA publicatie<br />
70, “Recommended Functionality<br />
for EtherNet/IP Devices,”. U krijgt<br />
toegang tot deze informatie door<br />
te klikken op de links onderaan dit<br />
witboek.<br />
Minimaliseren van belasting van<br />
het apparaat w<strong>egen</strong>s ongewenst<br />
IP multicast dataverkeer.<br />
Afhankelijk van de configuratie van<br />
het subnetwetwerk en de aansluiting<br />
van de apparatuur, kan dit doel<br />
worden bereikt met behulp van<br />
gereguleerde Ethernetschakelaars<br />
die virtual LANs (VLANs) en IP multicast<br />
routing ondersteunen.<br />
Minimaliseren van belasting bij<br />
het schakelen w<strong>egen</strong>s ongewenst<br />
IP multicast dataverkeer.<br />
Gebruik volledige duplexschakelaars<br />
voor het regelen van het<br />
industriële netwerk, die geschikt<br />
zijn voor IGMP (Internet Group<br />
Multicast Protocol) snooping, port<br />
mirroring, VLAN set-up, SNMP statistische<br />
informatie, blokkering IPadres,<br />
automatisch herstellen van<br />
configuraties, regulering van informatiestromen<br />
per port broadcast/<br />
multicast, spanning tree protocol<br />
(STP) en frame prioritization.<br />
Beperk overbelasting van het<br />
netwerk w<strong>egen</strong>s ongewenst binnenkomend<br />
IP multicast dataverkeer/<br />
blokkeer IP multicast<br />
dataverkeer dat wordt g<strong>egen</strong>ereerd<br />
binnen het EtherNet/IP<br />
subnetwerk t<strong>egen</strong> overdracht in<br />
het grotere industriële netwerk.<br />
Bij het inrichten van een industrieel<br />
netwerk gaat de voorkeur<br />
uit naar netwerk kabelconnectors<br />
met beschermingsgraad IP67 en<br />
verhoogde temperatuurwaarde tot<br />
80°C. CAT6 of CAT6a beveiligde<br />
kabels voor de industrie dienen<br />
voor gebruik in zeer luidruchtige<br />
omgevingen. In sommige gevallen<br />
kunnen geaarde metalen elektriciteitskabels<br />
elektrische interferentie<br />
De populariteit van Ethernet gebaseerde apparatuur<br />
neemt toe dankzij de verhoogde snelheid, grotere<br />
bandbreedte, gangbare onderdelen en de eenvoudige<br />
installatie.<br />
minimaliseren. Een goede aarding<br />
is belangrijk bij het voorkomen<br />
van lussen die communicatieuitval<br />
of signaal interferentie veroorzaken.<br />
Het gebruik van een door de PLCleverancier<br />
verstrekte testcode<br />
of andere integratiehulp zoals<br />
de Add-on-Profiles (AOPs) en de<br />
Add-on-Instructions (AOIs) van<br />
Rockwell Automation kunnen het<br />
integreren van apparatuur in een<br />
geautomatiseerd netwerk vereenvoudigen<br />
en programmeerfouten<br />
minimaliseren.<br />
5. Verbindingsproblemen<br />
oplossen<br />
Problemen oplossen met datacommunicatie<br />
bij een weegterminal<br />
en geautomatiseerde systemen is<br />
afhankelijk van de gebruikte communicatiemethode.<br />
Bij een seriële<br />
of EtherNet TCP/IP interface kan<br />
een eenvoudige verbinding met een<br />
PC applicatie als HyperTerminal de<br />
overdracht van standaard weeggegevens<br />
controleren via de communicatiepoort<br />
van de weegterminal.<br />
Problemen met een Ethernet netwerk<br />
hebben meestal te maken<br />
met:<br />
• communicatiemiddelen (kabels,<br />
aansluitingen, netwerkkaarten),<br />
• software-instellingen/ netwerkconfiguratie<br />
en<br />
• performance netwerksignaal.<br />
Bij het oplossen van problemen<br />
met communicatiemiddelen maken<br />
<strong>METTLER</strong> <strong>TOLEDO</strong> <strong>Procesw</strong><strong>egen</strong> 4
<strong>Procesw</strong><strong>egen</strong><br />
Nederland<br />
Mettler-Toledo B.V.<br />
Franklinstraat 5<br />
4004 JK Tiel<br />
Tel. + 31 344 63 83 63<br />
Fax + 31 344 63 83 90<br />
contact.nl@mt.com<br />
Technische wijzigingen voorbehouden<br />
© 02/2011 Mettler-Toledo AG<br />
technici gebruik van verschillende<br />
instrumenten zoals TDR (time<br />
domain reflectometer)-apparatuur,<br />
handmatige netwerktesters en<br />
kabeltesters. Bij PLC-gebaseerde<br />
systemen wordt PC-gebaseerde<br />
simulatiesoftware geleverd voor het<br />
zien en controleren van de datacommunicatie,<br />
afkomstig van een<br />
PLC-poort van de weegterminal.<br />
LED’s op de communicatie-PCB<br />
leveren primaire informatie met<br />
betrekking tot de performance. Het<br />
tijdelijk bypassen van het PLCapplicatieprogramma<br />
en direct<br />
wegschrijven naar output-commands<br />
en datawoorden, kan ook<br />
veel problemen oplossen.<br />
Troubleshooten van de weegterminal<br />
kan ook via externe toegang<br />
tot het configuratiebestand van<br />
de weegterminal of door fout-logs<br />
en diagnostische webpagina's te<br />
tonen.<br />
6. Samenvatting<br />
Efficiënte overdracht van procesgegevens<br />
naar MES- of ERP-systemen<br />
van hoger niveau kan samen met<br />
intelligente weegplateaus/ systeemupgrades:<br />
• het beheer van productieprocessen<br />
verbeteren,<br />
• het gebruik van middelen optimaliseren,<br />
• bedrijfskosten verlagen en<br />
• een meetbare ROI genereren.<br />
Het bepalen van heldere doelstellin-<br />
België<br />
N.V. Mettler-Toledo S.A.<br />
Leuvensesteenweg 384<br />
1932 Zaventem<br />
Tel. + 32 2 334 02 11<br />
Fax + 32 2 334 03 34<br />
general.mtb@mt.com<br />
gen – hetzij intern uitgevoerd, dan<br />
wel met de hulp van weegprocesspecialisten<br />
– kan ervoor zorgen<br />
dat investeringen in hard- en software<br />
de beoogde procesverbeteringen<br />
opleveren.<br />
Overwegingen bij een voorgenomen<br />
systeemupgrade:<br />
• Processnelheid (bv. bij snelle<br />
vulprocessen), die de snelheid<br />
van gegevensuitwisseling beïnvloedt;<br />
• Bestaande apparatuur en potentiele<br />
verbindingsmogelijkheden;<br />
• Beschikbaar budget;<br />
• Ongunstige productieomstandigheden,<br />
zoals hogedrukreiniging,<br />
bijtende chemicaliën, explosiegevaarlijke<br />
omgevingen en extreme<br />
temperaturen;<br />
• De gegevens; wie/wat heeft deze<br />
nodig, waarom en in welk formaat?<br />
• Is een PLC verbinding noodzakelijk<br />
of werkt een seriële of ethernetaansluiting<br />
TCP/IP-naar-PC?<br />
Tenslotte, vereist het oplossen van<br />
problemen met een ethernetnetwerk<br />
de kennis van communicatiemiddelen,<br />
configuratie en signaalperformance.<br />
Sommige leveranciers<br />
bieden PC-gebaseerde simulatiesoftware<br />
voor het controleren van<br />
de datacommunicatie afkomstig<br />
van een PLC-poort van de weegterminal.<br />
Leveranciers kunnen helpen<br />
met het vergelijken van verschillende<br />
weegplateaus en communicatieoplossingen.<br />
www.mt.com Voor meer informatie<br />
7. Extra hulpmiddelen<br />
Meer informatie over communicatiemogelijkheden,<br />
dataformaat<br />
en veldbus-specifieke vereisten<br />
voor weegterminals van <strong>METTLER</strong><br />
<strong>TOLEDO</strong> is beschikbaar op www.<br />
mt.com. Via de volgende links vindt<br />
u algemene en specifieke informatie<br />
van de leverancier die u kunt<br />
helpen bij het optimaliseren van<br />
geautomatiseerde processen met<br />
w<strong>egen</strong>.<br />
• <strong>METTLER</strong> <strong>TOLEDO</strong>:<br />
www.mt.com/terminals<br />
• Rockwell Automation Integrated<br />
Architecture Tools:<br />
www.rockwellautomation.com/<br />
solutions/integratedarchitecture/<br />
resources4.html#Termination<br />
• Rockwell Integrated Architecture<br />
Builder software:<br />
www.rockwellautomation.com/<br />
en/e-tools/configuration.html<br />
• ODVA DeviceNet Library:<br />
www.odva.org/default.aspx?<br />
tabid=73<br />
• ODVA EtherNet/IP Library:<br />
www.odva.org/default.aspx?<br />
tabid=76<br />
• Profibus/ProfiNet®:<br />
www.profibus.com<br />
• Network Analyzer: Wire Shark,<br />
www.wireshark.org;<br />
Fluke Networks:<br />
www.flukenetworks.com<br />
• Kepware OPC:<br />
www.kepware.com