Nieuwshoek & Evenementen


Download het volledig pdf-bestand

Automation Today

Nieuws en evenementen

Case studies

Technologietrends

TISICS vindt de juiste balans tussen flexibele automatisering en veiligheid van operators


Fabrikant van speciale materialen gebruikt Allen-Bradley ControlLogix, RSLogix 5000 en FactoryTalk View SE om een volatiel proces zowel veilig als in de hand te houden

Achtergrond
TISICS, dat in Farnborough (Verenigd Koninkrijk) is gevestigd, is een van de slechts twee bedrijven ter wereld die monofilamenten van siliciumcarbide met een doorlopende kern produceren. Deze worden hoofdzakelijk gebruikt om vezels in onderdelen van titaniumcomposiet te versterken. Met de monofilamenten kunnen titanium componenten worden gefabriceerd die dezelfde functionele kenmerken als een soortgelijke temperatuurbestendige component van staal bieden, maar half zoveel wegen, sterker zijn en bestand zijn tegen roest. U kunt zich voorstellen dat de lucht- en ruimtevaartsector hierin uitermate geïnteresseerd is, gezien de dalende prijs van titanium alsmede andere toepassingen waarbij kracht en gewicht even belangrijk zijn.

Nadat onlangs de fabriek is verplaatst, besloot het bedrijf dat het voor een optimaal gebruik van de nieuwe productieruimte moest overstappen van het bestaande proces voor het maken en controleren van recepten naar een eigentijdse automatiseringsoplossing van Rockwell Automation. Tegelijkertijd moest het bedrijf iets doen aan de enorme veiligheidsproblemen in verband met de chemische eigenschappen van het coatingproces.

Uitdaging
Het proces waarmee TISICS het wolfraamfilament van een coating voorziet, wordt CVD (Chemical Vapour Deposition) genoemd. Voor CVD worden niet alleen zeer hoge temperaturen (meestal rond 1300°C en zeer hoge voltages), maar ook dichloormethylsilaan gebruikt. De stof kan bijzonder gevaarlijk zijn als deze niet op de juiste manier wordt bewaard.
Naast de duidelijke gevolgen voor de veiligheid is het proces ook bijzonder gevoelig voor andere parameterafwijkingen. Voordat een automatiseringsinfrastructuur werd ingevoerd, gebruikte TISICS een gedistribueerd handmatig proces om de coatingactiviteiten te controleren. Zowel het voltage als de chemicaliën werden afzonderlijk gecontroleerd, waarbij de vaporisators de directe potentiometergegevens van de verhitter gebruikten. Er was geen elektronische controle. Volgens Renny Moss, manager procesontwikkeling bij TISICS, "was het een bijzonder elementair, handmatig proces waarbij fouten direct werden afgestraft. Het grootste probleem was dat we pas wisten dat er een probleem was opgetreden in het sedimentproces nadat de vezel was verschenen en kon worden getest."

Ook neemt de vraag naar de producten van het bedrijf steeds meer toe (zowel naar de vezels als de titanium componenten die het bedrijf fabriceert). Bekende klanten zijn een grote fabrikant van vliegtuigmotoren, een fabrikant van vliegtuigonderdelen en een bedrijf in de VS dat de vezels gebruikt voor zonnecellen. In de meeste gevallen zijn bepaalde soorten vezels vereist voor specifieke toepassingen; het probleem is dat de procescontrole steeds ingewikkelder wordt naarmate meer variabelen worden geïntroduceerd. Met het handmatige proces duurde het ook erg lang om nieuwe recepten te ontwikkelen en te testen (een procedure die voorafgaand aan de automatisering vaak in jaren werd gemeten).


Oplossing
TISICS koos voor een SCADA-proces op basis van Integrated Architecture™ van Rockwell Automation, waarin een Allen-Bradley ControlLogix-PAC met RSLogix 5000 en een FactoryTalk View SE top-end worden gebruikt. Voor de bewaking en controle neemt de ControlLogix-PAC alle procesgegevens door tot aan een FTView SE-server, zodat de operators alle parameters in verband met dit precessieproces duidelijk op een scherm kunnen bekijken via een HMI-oplossing die door een van de systeemintegrators van Rockwell Automation is ontwikkeld.

Moss legt uit: "De hardware van Rockwell Automation verstrekt ons alle benodigde gegevens op één scherm. De condities zijn bekend en worden weergegeven. Procesafwijkingen buiten acceptabele niveaus worden niet toegestaan en de hardware biedt ons veel betere beveiligingsfuncties. Ook heel nuttig is dat de installatie kan worden uitgebreid. We zijn van plan om de productiecapaciteit van de fabriek te verhogen en met de huidige hardware weten we dat we gewoon productielijnen kunnen toevoegen voor beheer met de ControlLogix-PAC. Daarbij hoeven we ons niet het hoofd te breken over allerlei nieuwe programmacode.

"De meeste veiligheidsproblemen hebben te maken met gas," vervolgt Moss. "De ControlLogix-PAC vult de reagentia aan en houdt deze op peil. Ook wordt gemeten hoeveel materiaal het systeem passeert door het gewicht en de druk te meten. Daarbij wordt de bubbler nooit te vol, terwijl we ervoor kunnen zorgen dat alle reinigingsactiviteiten worden uitgevoerd door operators duidelijke, korte en logische instructies te geven. De grondstofverwerking was hier vroeger dagelijks een enorm karwei, maar nu kunnen we grondstoffen laden in de wetenschap dat het veiligheids- en controlesysteem een oogje in het zeil houdt. We weten dat alles nauwkeurig wordt bewaakt. Het is nooit onze bedoeling geweest om operators taken te ontnemen, maar we wilden wel dat ze zich geen zorgen meer hoefden te maken over hun veiligheid."

Naast deze voordelen op het gebied van veiligheid en functionaliteit kan TISICS ook nieuwe formules en recepten veel sneller dan vroeger ontwikkelen. Moss vervolgt: "Wat vroeger jaren duurde, kunnen we nu in enkele maanden realiseren. Bovendien is het aantal variabelen geen probleem meer vanwege de mate van controle die de PAC ons biedt. Ik geef eerlijk toe dat ik het FTView SE SCADA-systeem en de PAC als een 'black box' zie. Ik hoef niet te weten hoe het werkt, maar ik kan erop vertrouwen dat alles onder controle is en dat alle operators voor alles duidelijkere tekst op het scherm hebben."

Moss besluit: "Op korte termijn kunnen we onze processen veel beter controleren dankzij de apparatuur van Rockwell Automation, terwijl we op de middellange termijn kunnen uitbreiden. Ook houdt het systeem rekening met alle kritische beveiligingsaspecten waarover we ons vroeger zorgen maakten."

Voor meer informatie kunt u ons een e-mail sturen via: info_at@ra.rockwell.com ref: Tisics

Uitdaging
Met de verplaatsing naar een nieuwe fabriek wilde TISICS een hedendaags automatiseringssysteem dat, naast een exact en precies chemisch dampfase proces onder strenge controle, ook een meer geintegreerd veiligheidsintegriteitsniveau bood.
    Oplossingen
    • Integrated Architecture
    • Allen-Bradley ControlLogix PAC
    • RS Logix 5 000
    • FTView SE Server and clients
    • S.I.L. 2 safety rating
Resultaten
• Verbeterde controle van alle proces parameters
• Totale visibiliteit van alle proces parameters
• Hulp bij het afnemen van de product ontwikkeltijd
• Realisatie van toenemende productiviteit
• Verbeterde veiligheidsoperator