Logiikkaohjelmoitu laskuri OEE-laskentaan

Abstract

Tuotantohävikki ja sen hallinta ovat keskeisiä haasteita monille yrityksille nykypäivänä. Häviöt tuotannossa eivät ainoastaan lisää kustannuksia, vaan vaikuttavat myös tuottavuuteen, laatuun ja kilpailukykyyn. Tämä opinnäytetyö on tehty toimeksiantona sähköurakointia ja teollisuusautomaatiota päätoimialanaan harjoittavalle Lohjan Sähkö ja Automaatio Oy:lle, jonka asiakkaalla ilmeni tarve automaatioratkaisulle tuotantohävikin seuraamiseksi.

Opinnäytetyönä toteutettu automaatiojärjestelmä toteutettiin ohjelmoitavien logiikoiden ja kohteesta heijastavien laser-antureiden avulla tuotantohävikin seuraamisen mahdollistavaksi työkaluksi. Logiikoihin toteutettiin ohjaus, joka ohjaa tuotantolinjalle sijoitettuja antureita laskemaan linjalla kulkevia tuotteita. Laskureiden laskemat arvot tuodaan asiakkaan saataville OPC UA -tiedonsiirtoprotokollan avulla. Asiakas tulee hyödyntämään antureilta saatavaa dataa tuotantolinjan kokonaistehokkuudesta kertovan OEE, Overall Equipment Efficiency -tunnusluvun määrittämisessä.

Opinnäytetyössä esitellään tuotannon kokonaistehokkuuden käsite OEE ja sen määrittäminen, sekä OPC UA -tiedonsiirtoprotokolla. Lisäksi käydään läpi tärkeimmät työn toteutuksen vaiheet eli logiikkaohjelman teko, logiikoiden käyttöönotto sekä käytetyn laitteiston välisten sähköisten kytkentöjen suunnittelu. Ohjelmoitavina logiikoina käytettiin Siemensin S7-1200 -sarjan logiikoita, jotka ohjelmoitiin Siemensin TIA-Portal -ohjelmointiympäristössä. Tuotantolinjalle sijoitettavat kohteesta heijastavat laser-anturit ovat IFM:n valmistamat.

Projektin toteutus oli onnistunut. Logiikkaohjelma toteutettiin hyvien ohjelmointitapojen mukaisesti selkeäksi kokonaisuudeksi, joka on asiakkaan toiveen mukaisesti helposti muokattavissa tulevaisuudessa mahdollisesti muuttuvien tarpeiden myötä. Tulosten käsittelyssä ei salassapitosyistä oteta kantaa, onko automaatiojärjestelmä ollut hyödyksi halutulla tavalla, mutta logiikoille suoritetuin simuloinnein varmistuttiin kuitenkin siitä, että ohjelma on toimiva ja täyttää sille asetetut vaatimukset.

This thesis was commissioned by Lohjan Sähkö ja Automaatio Oy, a company specializing in electrical contracting and industrial automation, whose client had a need for an automation solution to monitor production waste.

The topic of this thesis was to implement an automation system to monitor production waste. The automation system consists of programmable logic controllers and laser sensors. Control was programmed into the logic, directing sensors located on the production line to act as counters that count the products passing through the production line. These calculated values are made available for the client via the OPC UA data transfer protocol. The client will utilize the data obtained from the sensors to determine the Overall Equipment Efficiency (OEE), indicating the overall efficiency of the production line.

In this thesis, the concept of overall equipment efficiency and its determination, as well as the OPC UA data transfer protocol are presented. Following this, the main phases of the project are reviewed, including the creation of the logic program, the commissioning of the controller and the design of the wirings between the used hardware. Siemens S7-1200 series logic controllers were used as programmable logic controllers, programmed using Siemens’ TIA Portal programming tool. The laser sensors placed on the production line are manufactured by IFM.

The project was successful. The logic program was implemented according to good programming practices as a clear entity that can be easily modified according to the client’s wishes, possibly to accommodate future changing needs. Due to confidentiality reasons, no statement is made regarding whether the automation system has been beneficial as desired, but the simulations performed for the program nevertheless ensured that the program is functional and meets the set requirements.