Pneumaattisen siirtojärjestelmän integrointi tuotannonohjausjärjestelmään

Abstract

Nokian Renkaiden sekoitusosastolle toteutettiin vuoden 2018 aikana uusi tuotannonohjausjärjestelmä. Tiettyjä sekoitusosaston automaatiojärjestelmiä oli tarkoitus hallita tuotannonohjausjärjestelmästä. Tämä vaati paljon integraatiotyötä.

Opinnäytetyössä perehdyttiin, kuinka pneumaattinen siirtojärjestelmä integroidaan tehtaan uuteen tuotannonohjausjärjestelmään. Pneumaattisen siirtojärjestelmän toiminnallisuuksia siirrettiin hallinnoitavaksi tuotannonohjausjärjestelmään. Opinnäytetyössä tutkittiin, kuinka automaatiojärjestelmissä kerätään, siirretään ja varastoidaan tietoa. Lisäksi perehdyttiin tuotannonohjausjärjestelmiin ja ISA-95 -standardiin. Näin kohdeyrityksen järjestelmähierarkia pystyttiin kuvaamaan standardin mukaisesti. Opinnäytetyön tavoitteena oli integroida sekoitusosaston pneumaattinen siirtojärjestelmä uuteen tuotannonohjausjärjestelmään tutkittua tietoa hyödyntäen.

Nokian Renkaiden sekoitusosaston tuotannonohjausjärjestelmän ja ohjelmoitavien logiikoiden välistä tiedonsiirtoa varten asennettiin kaksi OPC-palvelinta. Pneumaattisen siirtojärjestelmän tiedonsiirron lisäksi asennetut OPC-palvelimet siirtäisivät tulevaisuudessa myös muiden integroitavien järjestelmien tietoja tuotannonohjausjärjestelmään. Pneumaattisen siirtojärjestelmän integraatiota varten OPC-palvelimille luotiin tarvittavat OPC-tagit, jotka linkitettiin ohjelmoitaviin logiikoihin. Ohjelmoitaviin logiikoihin toteutettiin tarvittavat PLC-ohjelmat, jotta tiettyjä pneumaattisen siirtojärjestelmän toiminnallisuuksia voitaisiin hallita tuotannonohjausjärjestelmästä. PLC-ohjelmia testattiin erillisellä testilogiikalla, jotta sekoitusosaston tuotanto ei häiriintyisi.

Pneumaattinen siirtojärjestelmän integraation toteutus oli tehtyjen testien perusteella onnistunut. Järjestelmän lopullista käyttöönottoa ei aikataulullisista syistä käsitelty opinnäytetyössä. Järjestelmän käyttöönottoa varten toteutettiin riskianalyysi, jota hyödyntäen tehtiin käyttöönottosuunnitelma. Ohjelmoitavan logiikan ja tuotannonohjausjärjestelmän välinen kommunikointi olisi mahdollista toteuttaa useammalla eri tavalla. Kommunikoinnin toteutustapa riippuu siitä, halutaanko tuotannonohjausjärjestelmän ja ohjelmoi-tavien logiikoiden OPC-tageja hallita samalta palvelimelta vai järjestelmäkohtaisesti.

In 2018, a new manufacturing execution system was implemented for mixing department of Nokian Tyres. Certain mixing department’s automation systems were intended to be managed by the manufacturing execution system and this required much integration work.

The thesis focused on how a pneumatic transfer system is integrated into the factory’s new manufacturing execution system. The functionalities of the pneumatic transfer system were transferred to the manufacturing execution system. The thesis made research how automation systems collect, transfer and store information. In addition, the manufacturing execution systems and the ISA-95 standard were studied. In this way, the target company’s system hierarchy could be described in accordance with the standard. The aim of the thesis was to integrate a pneumatic transfer system of the mixing department into the new manufacturing execution by using the information studied.

Two OPC servers were installed in Nokian Tyres mixing department, for communication between manufacturing execution system and programmable logic controller. In addition of data transfer of the pneumatic transfer system the installed OPC servers would also transfer the information of other integrating systems to the manufacturing execution system in the future. A OPC tags were created to the OPC servers for the integration of pneumatic transfer system. The OPC tags were linked to programmable logic controllers. A PLC programs were implemented to programmable logic controllers for controlling certain functionalities of pneumatic transfer system from manufacturing execution system. The PLC programs were tested with a separate test logic controller that the mixing department production would not be disturbed.

The implementation of the pneumatic transfer system integration was successful based on the tests performed. The final commissioning of the system was not discussed in the thesis because of time schedule reasons. A risk analysis was made for commissioning the system. Commissioning plan was made by utilizing the risk analysis. Communication between the programmable logic controller and the manufacturing execution system could be implemented in several different ways. The way the communication is implemented depends on whether the OPC tags of the manufacturing execution system and the programmable logic controllers are managed from the same server or system-specific.