Sistema automatizado de manuseio de rolos de moinho

Fundo
A demanda por embalagens de alimentos plásticos aumentou muito nos últimos anos, resultando em novas linhas de produção para acomodar o aumento do volume. Um fabricante exigia uma nova linha de produção que aumentaria a capacidade de produção global em 25%, e seria compatível com o sistema WIP/SLIM existente na instalação (o programador da planta responsável por notificar a produção de qual produto é necessário). Como a maioria das fábricas, o espaço era um prêmio e a mão-de-obra era cara. Portanto, este sistema teve que produzir e armazenar grandes quantidades de filme em uma área relativamente pequena, ao mesmo tempo em que exigia pessoas mínimas para supervisionar a operação.

Descrição do sistema
A linha de produção recém-instalada usa três máquinas principais para produzir filmes. A primeira máquina é o Oriente. O Orienter pega pelotas de plástico e produz filme em grandes núcleos de aço inoxidável de 20 pés. A segunda máquina é o Slitter. O Slitter corta o filme para larguras e comprimentos desejados para venda aos embaladores de alimentos. A terceira máquina é o Slabber. O Slabber corta material inutilizável do núcleo e descarta o material para sucata. Dois guindastes totalmente automatizados que operam em pistas paralelas são responsáveis por mover os núcleos entre as máquinas e os locais do armazém. O Guindaste Em Linha atende o Oriente, Slitter, e um pequeno armazém chamado WIP in-line.

O Side Crane atende o Slitter e um armazém principal chamado Side WIP. Tanto os Guindastes In-Line quanto os Side cranes são semelhantes em design e capacidade. No entanto, o Guindaste Lateral tem um movimento giratório que pode mudar a orientação do núcleo quando o Slitter requer material não aberto na direção oposta. Dois vagões são usados para transferir os núcleos entre as duas baías. A nave #1 pode carregar dois núcleos. Um dos locais principais é reservado apenas para núcleos vazios, enquanto o outro pode carregar um núcleo vazio ou completo. A nave #2 pode carregar apenas um núcleo. Este núcleo pode estar vazio ou enrolado com filme.

Cada guindaste e nave tem um Allen-Bradley SLC 5/05 Ethernet PLC. Estes PLCs são responsáveis pelo movimento manual e automático dos guindastes e ônibus. Todos os motores de içação do sistema são controlados por unidades vetoriais eletromotivas IMPULSE^®•VG+ Série 2. Todos os outros motores são controlados por unidades de frequência ajustáveis Eletromotive IMPULSE^®•G+ Series 2. Um SLC 5/05 PLC adicional está localizado em um recinto montado no chão e é responsável pelo controle de vários portões de segurança e passarelas ao redor e dentro da área de produção.

Dois PCs desktop são a espinha dorsal deste sistema de guindaste automatizado. Esses PCs fornecem controle de inventário, tráfego e comunicações. O PC do servidor principal está localizado na sala do computador. Um PC adicional, localizado na sala de controle, atua como o servidor de backup. Ambos os PCs executam o software de controle SoftLogix5 e ambos podem controlar todo o sistema. Em operação normal, o servidor principal está ativo e o servidor de backup está inativo. O servidor ativo é responsável pelo sistema. A única função do servidor inativo é monitorar o sistema. No caso de uma falha ativa do servidor, o servidor inativo é ativo pelo toque de um botão. O servidor de backup está executando o software de interface do operador RSView32, que permite que os operadores monitorem o sistema. Dois PCs adicionais de tela sensível ao toque de força industrial estão localizados no chão da fábrica. Esses PCs também executam o software de interface do operador RSView32.

O servidor ativo é usado para gerenciar as comunicações Ethernet entre os PLCs e PCs. Esta rede permite que informações vitais fluam entre os equipamentos. Uma grande vantagem da rede Ethernet é que ela permite que o pessoal de manutenção solucione problemas e monitore os programas de controle do PLC a partir do chão. Uma ligação de comunicação com fio entre os PLCs da nave auxiliar e os outros equipamentos não era prática. Para resolver este problema, os modems Ethernet RF são usados para este meio de comunicação.

Mesmo que um servidor esteja ativo e outro esteja inativo, ambos os servidores mantêm o controle do inventário. Cada núcleo tem uma identificação que o sistema usa para identificá-lo. Cada núcleo tem uma tag RFID que identifica não apenas o núcleo, mas também a orientação central. Quando um guindaste recebe um comando para pegar um núcleo, não é apenas dada a localização, mas também o ID do núcleo. Quando o guindaste pega o núcleo, ele identifica o núcleo usando um leitor RFID. Esta aplicação RFID foi particularmente difícil de resolver porque a tag RFID tinha que ser montada dentro do núcleo de aço inoxidável e o leitor tinha que ser posicionado de tal forma que não seria danificado durante a recuperação e transporte dos núcleos.

Operação do Sistema

Modo automático de operação

Orientador
Um núcleo vazio é entregue automaticamente ao Orientador. O Orientador produz filme e rola no núcleo. Quando um núcleo está pronto para ser removido do Oriente, o Orientador envia um sinal rígido para o sistema de guindaste. O Guindaste Em Linha remove o núcleo e coloca-o em um transporte disponível. A nave move o núcleo para a área QC onde o filme é inspecionado. O filme é então marcado e o núcleo é liberado para o Side WIP para armazenamento.

Rebobinadoras
Quando o Slitter requer filme, um sinal ligado é enviado para o sistema de guindaste. Em seguida, o sistema de guindaste envia uma mensagem ao WIP/SLIM para definir uma nova atribuição. Quando a nova missão é recebida, os guindastes e naves-transporte encontram e recuperam o núcleo. O núcleo está tipicamente no Side WIP, mas pode estar no WIP in-line. Se a orientação do núcleo não corresponder ao requisito Slitter, o núcleo é enviado para o Guindaste Lateral para rotação. Depois que um núcleo é entregue, o núcleo que foi previamente cortado é removido.

Laje
Quando o Slabber requer um núcleo para ser lajedo, o operador solicita o próximo núcleo pressionando um botão na estação de botão Slabber. Depois de receber a entrada do botão, o sistema do guindaste envia uma mensagem ao WIP/SLIM para solicitar a próxima tarefa. Quando a nova atribuição é recebida, os guindastes e ônibus entregam o núcleo para o Slabber. Depois que o Slabber removeu todo o material do núcleo, o operador retorna o núcleo para o sistema automatizado pressionando um botão na estação de botão Slabber. Os guindastes e as naves movem o núcleo para um local vazio.

Modo Manual de Operação
Um pingente SBP2 eletromotivo é usado para operação manual de backup durante a manutenção do sistema.