Stroomlijnen veiligheidssturing leidt tot veiligere en efficiëntere chipsproductie

Pilz levert nieuwe veiligheidssturing van Chipslijnen. Niet alleen werd de installatie zo veiliger gemaakt, maar ook efficiënter.

Voedingsproducent Poco Loco uit Roeselare maakt onder andere tortillachips voor ‘private label’- klanten over heel Europa. Op hun productielijnen wordt de samenbouw van machines verbeterd met PNOZmulti 2 van Pilz als centrale veiligheidssturing.

Chipslijn moet veiligheidsvoorbeeld worden

Maarten Dedeurwaerder, projectingenieur bij Poco Loco, vertelt ons over de achtergrond van de installatie: “Binnen de Paulig Group waartoe Poco Loco behoort, werd in 2017 een project gedefinieerd waarbij de veiligheid van alle productielijnen en -processen onderzocht en verbeterd wordt. Binnen Poco Loco vertaalt zich dit vooral in het optimaliseren van de samenbouw van bestaande productielijnen. Eén van de verbeteringsmaatregelen die aangewezen bleek, was het voorzien van een nieuwe gemeenschappelijke veiligheidssturing. Deze werd eind 2018 samen met andere functionele wijzigingen, op een eerste productielijn geïmplementeerd tijdens een volledige retrofit van die lijn.”

Samenbouw van meerdere machines

Francky Maveau, de electrical supervisor van het bedrijf, gidst ons door het productieproces van de chips: “Het productieproces start met de aanvoer en dosering van ingrediënten zoals water en meel die vervolgens gemixt worden tot maïsdeeg. Dit mengsel gaat door een extruder om het een goede textuur te geven. Daarna wordt het mengsel door de sheeter gehaald, dat zijn twee enorme rollen die zeer dicht tegen elkaar draaien, waardoor het deeg uitgestreken wordt en de juiste dikte krijgt. Tegelijkertijd worden in deze stap van het productieproces ook de chips uitgesneden. Dan volgt een droogproces vooraleer de chips gebakken worden in de hete olie van een fryer. Na een tussentijdse kwaliteitscontrole volgt de kruiding volgens de wensen van de klant en dan gaan ze de verpakking in.”

Noodstoppen stroomlijnen

In het productieproces zitten dus heel wat stappen, met diverse machines die samengebouwd zijn. En dat leidde weleens tot moeilijkheden, vertelt PLC-programmeur Jeroom Verstraete: “Deze productielijn is geplaatst door meerdere machinebouwers, en ook de opbouw van de sturing verliep soms gefragmenteerd waardoor de gehele lijnsturing bestond uit een combinatie van verschillende PLC’s en noodstoprelais”.

Omdat die machines als aparte entiteiten werkten had het bedrijf niet alleen last van deze omslachtige decentrale sturingen, er traden ook vervelende neveneffecten op. Zo had elke deelinstallatie zijn eigen noodstopcircuit waardoor de noodstoppen deels los van elkaar veiligheidszone’s uitschakelden. Dit laatste is een klassieke moeilijkheid bij het samenbouwen van machines. Francky Maveau noemt nog een ander belangrijk nadeel: “Voor de technische dienst was het telkens alle hens aan dek tijdens het storingzoeken. Door een opbouw van de veiligheidssturing waarbij noodstoppen in serie geplaatst worden, is het vaak moeilijk om in het geval van storingen te bepalen waar exact het probleem zich situeert. We moesten vaak heel wat klemmenkasten en noodstoppen open maken, letterlijk elk kabeltje controleren. Dat leidde vaak tot lange stilstanden. We wilden dus niet alleen een veiligere lijn, maar ook een efficiëntere werking.”

Overkoepelende besturing met PNOZmulti 2

Jeroom Verstraete schetst de doortastende aanpak van Poco Loco: “We wilden de sturing overkoepelen tot één centrale PLC, met remote I/O voor de aparte machines. Ook de integratie van de noodstoppen in één overkoepelend systeem was een duidelijke wens. En op het verlanglijstje stond ook de visualisatie van de installatie, om meteen een duidelijk overzicht te krijgen over de lijn.”

Op dat moment kwam het configureerbare besturingssyteem PNOZmulti 2 van Pilz als beste oplossing naar voor. Kwinten Cantraine van Pilz legt uit: “Naast de vijftien noodstoppen op de lijn maken ook vele deurcontacten deel uit van de installatie. De lijn werd opgedeeld in zones, een afschakeling in één zone heeft zo geen impact op een andere zone. De fryer zal bijvoorbeeld niet uitvallen als er een probleem is aan het begin van de lijn.”

Maarten Dedeurwaerder pikt in: “Oorspronkelijk werd gekozen voor 3 afschakelzones. Vandaag zijn we op basis van de praktijkervaringen overgeschakeld naar 9 zones. Het grote voordeel van de PNOZmulti 2 is dat je op basis van een veiligheidsmatrix de noodstopconfiguratie heel makkelijk kan configureren. Na de validatie van alle veiligheidsinrichtingen kreeg het veiligheidsprogramma een CRC code. Als er achteraf wijzigingen aangebracht worden, wijzigt die code. Zo kan een wijziging na het aftesten van een veiligheidsprogramma, snel weergegeven worden in het kader van aansprakelijkheid.”

Eenvoudige diagnose

Ook voor Francky Maveau biedt de nieuwe werkwijze een aanzienlijke meerwaarde: “Als er een probleem opduikt, krijgen de technici meteen een visueel overzicht van de noodstoppen en de andere veiligheidscomponenten op de HMI. Het foutzoeken verloopt zo veel sneller.”

Kwinten Cantraine vult aan: “Dat is te danken aan de software van de PNOZmulti 2. Elke veiligheidscomponent beschikt over een uniek DIAG-adres. Dat laat toe om informatie via virtuele bits doormiddel van een veldbussysteem (hier Profinet) te communiceren met de PLC van Siemens, waar het omgezet wordt in de visualisatie.” “Maar ook op het scherm van de PNOZmulti 2 zelf kunnen statussen weergegeven worden. Tot 20 verschillende meldingen kunnen zo meteen gecommuniceerd worden met de technieker, los van de PLC. Op basis daarvan kan je al een diagnose stellen zonder meteen een laptop te hoeven aansluiten.”

Ook drives veiliger gemaakt

De veiligheid wordt bij Poco Loco ook op andere vlakken nauw opgevolgd. PLC-programmeur Koert Greidanus: “We zijn ook overgeschakeld op drives met frequentieregelaars die voorzien zijn van de STO-functie (Safe Torque Off). Als er vroeger een veilgheidszone veilig uitgeschakeld werd, werd dit vaak gedaan door de elektrische vermogen naar de drives af te schakelen via vermogencontactoren, zonder de mogelijkheid om nadien nog te diagnosticeren. Als er nu een noodstop bekrachtigd wordt, zorgt de koppeling via de PNOZmulti 2 er voor dat de drive via de STO-functie op een gecontroleerde manier gestopt worden.”

Intuïtief en flexibel

Maarten Dedeurwaerder gaat verder: “De keuze voor de PNOZmulti 2 als afzonderlijke configureerbare veiligheidscontroller los van de gewone machinesturing is ook vanuit een ander oogpunt interessant voor ons, nl. de eenvoudige configuratietool.

Deze configuratietool maakt dat naast onze PLC-engineers ook andere technische medewerkers een PNOZmulti-progamma kunnen samenstellen of wijzigen mits ze hiervoor bevoegd zijn. Anderzijds kan deze zelfde tool door onze storingstechniekers gebruikt worden om eenvoudig diagnose te doen tijdens het verhelpen een storing. Verschillende gebruikerniveaus in de software verhinderen dat het veiligheidsprogramma gewijzigd kan worden tijdens een onderhoudsinterventie. Om de tool correct te kunnen gebruiken voor het storingszoeken, werd onze volledige technische dienst gedurende een halve dag opgeleid in de opbouw en werking van PNOZmulti”.

Kwinten Cantraine: ”De technici kunnen eenvoudig het dynamic program display opstarten. Daarin kunnen ze het veiligheidsprogramma volledig volgen. Een groene lijn leidt hen zonder omwegen door de analyse. Het is een zeer visuele, intuïtieve werkwijze die heel toegankelijk is.

PNOZmulti 2

Deze nieuwe generatie configureerbare besturingssystemen bevat nieuwere technologie dan zijn voorganger. Zo biedt PNOZmulti 2 verbeterde functionaliteiten, is performanter en werkt sneller. Ook is de PNOZmulti 2 compacter, terwijl hij toch beschikt over 20 ingangen, 4 uitgangen én een display. Men wint dus plaats in de elektrische kast én men moet niet inboeten aan functionaliteit.

PNOZmulti 2 ondersteunt ook snelle en eenvoudige engineering voor specifieke applicaties dankzij diverse softwarebouwstenen die men in de PNOZmulti Configurator kan vinden, bv voor brandersturing, snelheidsbewaking of druk-, temperatuur- en niveaumeting.”