Tendințe de urmărit în modernizarea automatizării industriale

O modernizare a sistemului de control începe rareori ca un proiect de modernizare. Începe atunci când un PLC se defectează, ecranul unui HMI se stinge, un variator de turație devine imposibil de înlocuit sau o singură placă învechită pune în pericol o mașină altfel productivă. Tendințele în modernizarea automatizării industriale reflectă această realitate: producătorii își modernizează echipamentele selectiv, protejează utilajele verificate și își planifică activitatea în funcție de disponibilitatea pieselor, în loc să înlocuiască linii de producție întregi.

Pentru managerii de mentenanță și inginerii de fabrică, întrebarea nu mai este pur și simplu dacă trebuie să modernizeze. Întrebarea este ce active merită modernizate, ce componente vechi ar trebui menținute în funcțiune și cum pot executa lucrările fără a crea o oprire mai lungă decât defecțiunea pe care încercau să o prevină.

Tendințele în modernizarea automatizării industriale devin mai selective

Înlocuirea integrală și simultană a sistemelor de control este în continuare potrivită pentru unele fabrici, în special atunci când echipamentele nu mai îndeplinesc cerințele de producție, siguranță sau conformitate. Însă multe fabrici adoptă o abordare etapizată. O mașină își poate păstra platforma mecanică, motoarele, sistemele hidraulice sau pneumatice, primind în același timp un PLC nou, o interfață pentru operator, echipamente de rețea, senzori sau sisteme de control al mișcării.

Această abordare este determinată de considerente economice practice. O mașină care încă menține toleranțele, produce la timpi de ciclu acceptabili și se potrivește procesului actual poate avea încă mulți ani de utilizare. Înlocuirea ei poate însemna scule noi, recalificare, validarea procesului, modificări ale dispunerii în hală și o întrerupere mai lungă a producției. Modernizarea vizează punctul vulnerabil fără a elimina componentele productive ale activului.

Modernizările selective ajută, de asemenea, fabricile să distribuie cheltuielile de capital pe mai mulți ani. Acest lucru este util atunci când mai multe mașini au sisteme de control îmbătrânite, dar niciuna nu este pregătită pentru retragere. Compromisul este că echipamentele de vârste diferite necesită o documentație mai bună, o planificare mai clară a pieselor de schimb și tehnicieni care înțeleg atât platformele vechi, cât și pe cele actuale.

Planificarea învechirii se face din ce în ce mai devreme

Multe fabrici abordau componentele de automatizare învechite doar după apariția unei defecțiuni. Această reacție devine costisitoare atunci când este nevoie imediată de un CPU PLC, o sursă de alimentare, un amplificator servo sau un modul de comunicații proprietar scos din fabricație. Termenele de livrare, starea incertă și întrebările legate de compatibilitate pot transforma defectarea unei singure componente în zile de producție pierdută.

O tendință importantă în modernizare este tratarea învechirii ca pe o problemă de gestionare a activelor. Echipele de mentenanță identifică punctele unice de defectare înainte ca acestea să cedeze, documentează numerele exacte ale pieselor și versiunile acestora și stabilesc ce componente pot fi stocate, reparate, procurate de pe piața secundară sau înlocuite printr-o conversie planificată.

Aceasta nu înseamnă că orice componentă veche trebuie eliminată. În multe cazuri, menținerea în funcțiune a unui controler vechi testat prezintă un risc mai mic decât introducerea unei migrări realizate în grabă. Decizia mai bună depinde de istoricul defecțiunilor, disponibilitatea înlocuitorilor, importanța producției și dacă respectiva componentă se conectează la sisteme care necesită funcții mai noi de securitate sau de gestionare a datelor.

Pentru elementele greu de găsit, identificarea exactă este esențială. Doar denumirea familiei nu este suficientă. Cumpărătorii trebuie să verifice numărul complet al producătorului, cerințele de firmware, tensiunea, protocolul de comunicații, tipul conectorului, plăcile opționale și configurația specifică mașinii. O piesă aproape identică poate genera depanări costisitoare dacă nu poate comunica cu restul sistemului.

Colectarea datelor este adăugată fără înlocuirea întregului sistem

Fabricile își doresc o vizibilitate mai bună asupra timpilor de nefuncționare, productivității, alarmelor, consumului de energie și condițiilor de mentenanță. Acest lucru nu necesită automat reconstruirea completă a mașinii. Una dintre cele mai practice tendințe în modernizarea automatizării industriale este adăugarea accesului la date în jurul echipamentelor existente.

În funcție de aplicație, o modernizare poate include un gateway industrial, un convertor de protocol, un HMI actualizat, un switch administrabil, module I/O distribuite sau senzori pentru monitorizarea stării. Aceste adăugiri pot colecta starea mașinii, lăsând arhitectura principală de control intactă. De exemplu, o linie de ambalare poate continua să funcționeze pe un PLC mai vechi, în timp ce un dispozitiv separat colectează informații despre starea de funcționare și defecțiuni pentru rapoartele de mentenanță.

Această strategie are limite. Datele preluate de la un controler vechi sunt la fel de fiabile ca tagurile disponibile, calitatea semnalului și proiectarea rețelei. Este posibil să arate că o mașină s-a oprit, dar să nu ofere contextul detaliat al defecțiunii necesar pentru identificarea cauzei principale. Fabricile ar trebui să definească decizia pe care datele trebuie să o sprijine înainte de a cumpăra hardware. Dacă obiectivul este reducerea defecțiunilor recurente ale variatoarelor, datele despre curent, temperatură și alarme pot fi mai importante decât un tablou de bord amplu cu indicatori generici ai mașinii.

Modernizările HMI și ale panourilor de control sunt adesea primul pas

Interfețele pentru operator și panourile de control își arată adesea vechimea înaintea mașinii propriu-zise. Ecranele tactile se defectează, afișajele devin greu de citit, tastele se uzează, iar software-ul fără suport face dificilă realizarea copiilor de siguranță. Înlocuirea unui HMI poate îmbunătăți utilizarea și vizibilitatea alarmelor, dar nu ar trebui tratată ca o simplă înlocuire a ecranului.

Programul HMI conține adesea logica operațională esențială, rețete, texte de alarmă, setări de securitate și drivere de comunicații. Înainte de schimbarea hardware-ului, echipele ar trebui să securizeze copiile de siguranță actuale și să confirme că înlocuitorul acceptă protocolul PLC existent. De asemenea, trebuie să verifice cerințele electrice, dimensiunile decupajului din panou, clasele de protecție pentru mediu și orice funcții specifice mașinii legate de terminalul original.

Modernizările panourilor de control pot merge mai departe prin înlocuirea surselor de alimentare îmbătrânite, a releelor, contactoarelor, protecțiilor circuitelor, bornelor și cablajelor care nu mai respectă standardele fabricii. Această activitate poate îmbunătăți ușurința de întreținere, dar creează și o obligație de documentare. Fiecare modificare a cablajului trebuie reflectată în schemele actuale, etichetată clar și testată înainte de reluarea producției.

Securitatea cibernetică face acum parte din domeniul modernizării

Sistemele de automatizare mai vechi au fost adesea proiectate pentru rețele izolate. Pe măsură ce fabricile conectează echipamentele la sisteme de business, instrumente de asistență la distanță și platforme de date, această presupunere nu mai este valabilă. O modernizare care implică conectivitate Ethernet, acces la distanță sau un PC industrial nou ar trebui să includă de la început o evaluare a securității cibernetice.

Scopul nu este impunerea practicilor IT de nivel enterprise asupra fiecărei mașini. Este stabilirea unui nivel adecvat de control pentru activ și pentru expunerea acestuia. Măsurile obișnuite includ segmentarea rețelei, switch-uri industriale administrabile, controlul accesului, proceduri sigure pentru asistența la distanță, gestionarea copiilor de siguranță și eliminarea conexiunilor inutile. Sistemele de operare fără suport și acreditările implicite necesită o atenție deosebită.

Securitatea cibernetică poate afecta costul și programul modernizării, în special atunci când o mașină trebuie să comunice cu mai multe dispozitive vechi. Totuși, adăugarea conectivității fără abordarea căilor de acces poate crea o problemă de mentenanță mai greu de observat decât un releu defect și potențial mai perturbatoare.

Strategia pentru piese de schimb este inclusă în proiect

O modernizare nu este finalizată atunci când mașina pornește. Este finalizată atunci când fabrica poate întreține mașina actualizată în condiții normale de defecțiune. Acest lucru necesită o strategie pentru piesele de schimb, atât pentru componentele noi, cât și pentru cele păstrate.

Pentru echipamentele critice, echipele de mentenanță ar trebui să decidă ce elemente necesită piese de rezervă la fața locului și care pot fi procurate rapid printr-un furnizor calificat. Răspunsul diferă în funcție de impactul asupra producției. O sursă de alimentare ieftină, cu un termen lung de înlocuire, poate merita un loc pe raft, în timp ce un releu mai puțin critic poate să nu merite. Variatoarele mai vechi, modulele PLC, plăcile pentru encodere și componentele roboților pot justifica un stoc de rezervă testat atunci când înlocuirea necesită programare sau punere în funcțiune prelungită.

Piesele folosite și învechite au un rol legitim în această strategie atunci când sunt identificate corect, inspectate și beneficiază de acoperire prin garanție. Ele pot prelungi durata de viață a unei mașini stabile, pot sprijini o migrare etapizată sau pot oferi o soluție de rezervă până la programarea unei modernizări mai ample. Used Industrial Parts sprijină acest tip de planificare pe durata ciclului de viață cu un inventar de echipamente industriale noi, folosite și învechite pentru medii de mentenanță și automatizare.

Planificați modernizarea în funcție de timpul de nefuncționare, nu de comanda de achiziție

Cea mai rapidă modalitate de a pierde valoarea unei modernizări este subestimarea punerii în funcțiune. Livrarea hardware-ului reprezintă doar o parte a programului. Proiectul are nevoie și de copii de siguranță, scheme, acces la software, înlocuitori programați, proceduri de testare, disponibilitatea tehnicienilor și un plan de recuperare în cazul în care prima pornire nu decurge conform așteptărilor.

Înainte de oprire, confirmați aceste patru elemente:

• Copiile de siguranță actuale pentru PLC, HMI, variator și configurație au fost verificate și stocate în siguranță.
• Numerele pieselor de schimb, versiunile, valorile nominale electrice și compatibilitatea comunicațiilor au fost verificate în raport cu sistemul instalat.
• Echipa are definită o secvență de pornire, criterii de acceptare și responsabilități clare pentru deciziile electrice, de control, mecanice și de producție.
• Componentele vechi păstrate și piesele demontate sunt etichetate, protejate și disponibile pentru revenire la configurația anterioară, dacă este necesar.

Un plan de revenire pregătit din timp nu indică o pregătire slabă. Este o măsură practică de protecție atunci când o linie critică are o fereastră restrânsă pentru oprire. Dacă un controler nou necesită modificări neașteptate ale codului sau un dispozitiv de teren vechi nu comunică, fabrica are nevoie de o modalitate de a relua producția în timp ce problema este rezolvată.

Alegeți domeniul modernizării în funcție de riscul pentru activitate

Cea mai bună modernizare nu este întotdeauna cea mai avansată din punct de vedere tehnic. O mașină stabilă, cu piese de schimb disponibile, poate avea nevoie doar de documentație, copii de siguranță și înlocuirea preventivă a componentelor cunoscute ca fiind supuse uzurii. O mașină cu producție mare, sisteme de control fără suport și fără piese de schimb disponibile poate necesita acțiuni imediate, chiar dacă încă funcționează.

Începeți cu activele la care timpul de nefuncționare are cel mai mare cost operațional și cea mai mică flexibilitate de recuperare. Elaborați planul pentru piese înainte de apariția unei urgențe, păstrați ceea ce încă funcționează și modernizați doar acolo unde schimbarea îmbunătățește mentenabilitatea, siguranța, vizibilitatea sau continuitatea producției. Astfel, modernizarea devine o decizie controlată de mentenanță, nu un proiect urgent de înlocuire.