Rafał Boniecki, Józef Rawłuszko
Wykorzystanie nowoczesnych
narzędzi do monitorowania i
zarządzania procesami
technologicznymi w sieciach
przedsiębiorstw
Ekonomiczne Problemy Usług nr 104, 311-318
N R 7 6 2 E K O N O M IC Z N E P R O B L E M Y U S Ł U G N R 1 0 4 2 0 1 3
R A F A Ł B O N I E C K I
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy
J Ó Z E F R A W Ł U S Z K O
WYKORZYSTANIE NOWOCZESNYCH NARZĘDZI DO MONITOROWANIA I ZARZĄDZANIA PROCESAMI TECHNOLOGICZNYMI
W SIECIACH PRZEDSIĘBIORSTW
Wprowadzenie
Nowoczesne technologie teleinformatyczne w coraz szerszym stopniu umoż liwiają integrację i centralizację procesów zarządczych w przedsiębiorstwach 0 strukturze sieciowej. Intensyfikację tych działań obserwujemy od ponad dziesię ciu lat, w szczególności w branżach usługowych takich jak bankowość, łączność telekomunikacyjna i pocztowa, usługi transportowe.
Koncerny realizujące usługi w tych branżach integrację i centralizację zarzą dzania opierają najczęściej na własnych lub dzierżawionych, dedykowanych tym celom sieciach teleinformatycznych, obejmujących swym zasięgiem niejednokrot nie obszar wykraczający poza dany kraj czy też kontynent. Proces integracji i cen tralizacji zarządzania umożliwia tym koncernom poprawę jakości świadczonych usług i uzyskanie znacznych oszczędności eksploatacyjnych.
Dużo trudniejsze w realizacji, a tym samym dotychczas rzadziej występujące 1 rzadziej opisywane w literaturze są przypadki integracji i centralizacji zarządzania w wersji online w sieciach przedsiębiorstw przetwórczych i/lub wytwórczych, w których występuje integracja pionowa procesów technologicznych.
Główna przyczyna tych trudności to konieczność automatyzacji opomiarowa- nia i sterowania każdego z etapów procesu wytwórczego i kontrolnego oraz auto matyzacji przetwarzania informacji z tym związanej i jej transmisji online do cen tralnej jednostki monitorowania i zarządzania.
3 1 2 Rafał Boniecki, Józef 'Raw tuszko
Różnorodność procesów przetwórczych i wytwórczych powoduje z kolei ko nieczność zindywidualizowanego doboru narzędzi realizujących ww. operacje i ich oprogramowania, co rzutuje na wzrost kosztów takiego przedsięwzięcia.
Nowoczesne narzędzia pomiarowe i teleinformatyczne pozwalają obecnie efektywnie przełamać barierę ekonomiczną takich działań, nawet w przypadku sieci średnich i małych przedsiębiorstw wytwórczych.
Niniejszy artykuł omawia konkretne rozwiązanie z tej dziedziny stworzone i zastosowane w branży przetwórstwa odpadów w naszym kraju.
1. Ogólne przedstawienie rozpatrywanej sieci przedsiębiorstw
Omawiane zagadnienie wykorzystania nowoczesnych narzędzi do monitoro wania i zarządzania procesami technologicznymi dotyczy sieci przedsiębiorstw składających się z:
1. centralnej jednostki znajdującej się w Paterku k. Nakła (woj. kujawsko -pomorskie),
2. Oddziału w Bydgoszczy,
3. Oddziału w Szczecinie (woj. zachodniopomorskie), 4. Zakładu Rafinacji w Trzebini (woj. małopolskie).
Na rysunku 1 przedstawiono ogólny schemat zakresu działalności rozpatry wanej sieci przedsiębiorstw.
Rys. 1. Ogólny schemat obszarów działania rozpatrywanej sieci przedsiębiorstw Źródło: opracowanie własne.
Wraz z rozwojem sieci - tworzeniem kolejnych i przyłączaniem do centrali wyżej wymienionych oddziałów - zmieniały się priorytety w zakresie informaty- zowania procesów technologicznych. Początkowo, najważniejszym problemem było informatyczne połączenie online wszystkich oddziałów z centralą oraz pełne zinformatyzowanie procesów transportowo-logistycznych, co zostało opisane w artykułach: - P e r s p e k t y w y r o z w o ju n a r z ę d z i te le in fo r m a ty c z n y c h d o o b s łu g i m a ły c h f i r m tr a n s p o r to w y c h , - U s in g s p lin e i n te r p o la tio n f o r th e p u r p o s e o f q u a l i t y im p r o v e m e n t o f s e r v ic e c a r r ie d o u t b y th e c o u r ie r c o m p a n y, - T h e u s e o f th e p e r i o d i c c u b i c s p l i n e i n t e r p o l a n t to c o n t r o l th e l o g i s t i c t a s k, - U se o f j a v a 2 e n te r p r is e e d itio n t e c h n o lo g y in th e d e v e l o p m e n t o f th e e n te r p r is e r e s o u r c e p l a n n i n g a n d th e c u s to m e r - r e la tio n s h ip m a n a g e m e n t.
Działania te umożliwiły uzyskanie wymiernych efektów ekonomicznych. Rozszerzenie sieci w ramach pionowej integracji przedsiębiorstw zajmujących się zbiórką i utylizacją odpadów przemysłowych Zakładu Rafinacji w Trzebini wywołało konieczność przyłączenia do istniejącego już systemu ERP przedsiębior stwa o całkowicie odmiennej specyfice procesów technologicznych, to jest produk cji oleju bazowego o niskiej lepkości oraz komponentów oleju opałowego.
Proces technologiczny przetwarzania olejów przepracowanych w Zakładzie Rafinacji ogólnie składa się z następujących etapów:
1. przyjęcie surowca, 2. odstawanie (dekantacja),
3. odwadnianie, 4. odparowanie wody,
5. odparowanie frakcji lekkich (benzyny),
6. ekspedycja produktu.
Ogólny schemat jednego z etapów procesu technologicznego przedstawiono na rysunku 2.
Łatwo zauważyć, że automatyzacja i informatyzacja procesu technologiczne go wymaga zastosowania dedykowanych rozwiązań w zakresie stosowanych do tego celu narzędzi.
Wstępna analiza możliwości wykorzystania istniejących już w Zakładzie Ra finacji systemów monitoringu i sterowania procesami technologicznymi wykazała niezadowalającą przydatność do realizacji pełnego zintegrowania informatycznego Zakładu Rafinacji z Centralą.
W wyniku przeprowadzonej analizy podjęto decyzję o stworzeniu nowego systemu monitoringu i sterowania procesami technologicznymi w Zakładzie Rafi nacji w oparciu o wykorzystanie nowoczesnych sterowników firmy Saia oraz roz budowy infrastruktury teleinformatycznej, które umożliwiają w relatywnie łatwy i
314 Rafał Boniecki, Józef 'Raw tuszko
ekonomiczny sposób włączenie tego zakładu w system zintegrowanego, zdalnego monitoringu i zarządzania już istniejącą siecią przedsiębiorstw.
Rys. 2. Wizualizacja etapu „Odparowanie” w Zakładzie Rafinacji Źródło: opracowane przy użyciu SCADA.
W trakcie tworzenia nowego projektu zautomatyzowania i zinformatyzowania procesów technologicznych wynikła możliwość i potrzeba modyfikacji samych procesów w celu uzyskania poprawy jakości tych procesów oraz wyniku ekono micznego przedsiębiorstwa.
Zagadnienia te wykraczają poza zakres tematyczny przedstawianego referatu i w związku z tym nie będą tutaj omawiane.
Na rysunku 3 przedstawiono schemat poglądowy działania systemu ERP w Zakładzie Rafinacji.
2. Narzędzia zastosowane do monitoringu i zarządzania siecią przedsiębiorstw
Jak wspomniano w poprzedniej części artykułu, po analizie szeregu ofert ta kich firm jak Siemens, Mitsubishi, Saia, do realizacji omawianego projektu
zasto-sowano narzędzia firmy Saia-Burgess ze względu na wyróżniające te narzędzia własności.
Rys. 3. Schemat poglądowy działania systemu ERP w Zakładzie Rafinacji na wszystkich szczeblach i obszarach zarządzania
Źródło: opracowanie własne.
Najważniejsze cechy sterownika PLC firmy Saia istotnie poprawiające inte grację z systemem ERP:
1. Saia®S-Net to koncepcja elastycznej komunikacji sieciowej opracowana przez firmę Saia-Burgess Controls, oparta na otwartych standardach sieci Profibus oraz Ethernet. W sterownikach implementowane są standardy i funkcjonalności ze świata IT (Internetu, stron www, e-maili).
2. Saia®S-Web (patrz rysunek 4) jest unikalną funkcjonalnością zintegrowa ną z platformą PLC Saia serii PCD i PCS, pozwalającą na kontrolę oraz monitoring procesu prezentowanego w postaci stron HTML. Saia propo nuje rozwiązanie niewymagające jakichkolwiek licencji r u n tim e , kluczy
lub dodatkowych, dedykowanych modułów. Połączenie z Webserverem, zaimplementowanym w f i r m w a r e podstawowego modelu sterownika, od bywa się poprzez różnorodne kanały komunikacyjne (standardowe porty szeregowe RS232 i RS485, Profi-S-Net, Ethernet, modem, USB).
316 Rafał Boniecki, Józef 'Raw tuszko
Technologia Saia®S-Web stanowi alternatywę dla SCADA ( S u p e r v is o r y c o n tr o l a n d d a ta a c q u is itio n ) , optymalizując system pod względem zarządzania, bez
pieczeństwa, jak również kosztów wdrożenia i eksploatacji. Jest to szczególnie zauważalne w przypadku prostych systemów diagnostyki, kontroli i monitoringu, gdzie SCADA jest narzędziem zbyt drogim. S-Web nie wymaga dedykowanego oprogramowania. Wykorzystuje ogólnie dostępne przeglądarki internetowe jak Windows Internet Explorer, a więc użytkownik końcowy nie potrzebuje dodatko wej licencji czy klucza sprzętowego.
Technologia Saia®S-Web umożliwia łatwą integrację z eksploatowanym w centrali systemem ERP (patrz rysunek 5), co pozwoli na efektywne zarządzanie magazynami, a tym samym uzyskanie poprawy parametrów ekonomicznych przed siębiorstwa.
Zastosowane rozwiązanie pozwala na bezpośrednie wykorzystanie informacji pozyskiwanej z obiektu przy pomocy sterowników PLC w procesach księgowania działalności przedsiębiorstwa.
Ma to istotne znaczenie przy opomiarowaniu najważniejszych parametrów instalacji w warunkach funkcjonowania składu podatkowego na terenie Zakładu Rafinacji.
Przedstawiany projekt aktualnie (styczeń 2013) jest w fazie realizacji. Planuje się, że całość prac wdrożeniowych zakończy się w pierwszej połowie bieżącego roku.
Zakłada się, że po całkowitym wdrożeniu tego projektu w następnym etapie nastąpi kompleksowe zinformatyzowanie systemów bezpieczeństwa istniejących w rozpatrywanej sieci przedsiębiorstw.
Podsumowanie
W przedstawionym artykule omówiono wdrażany projekt rozbudowy systemu ERP w już istniejącej sieci przedsiębiorstw, działających w branży zbiórki i prze twarzania odpadów przemysłowych, o moduły realizujące zdalny monitoring i za rządzanie procesami technologicznymi w Zakładzie Rafinacji, przyłączonym do istniejącej już sieci przedsiębiorstw działających w systemie ERP.
W dalszej kolejności planuje się, wykorzystując dużą elastyczność stworzone go systemu monitoringu i zarządzania, rozszerzenie funkcjonalności o kolejne mo duły rozszerzające zakres integracji pionowej realizowanych procesów przez oma wianą sieć.
Rys. 4. Koncepcja wykorzystania technologii Saia®S-Web sterownika PLC Saia-Burgess w integracji z systemem ERP
Źródło: opracowanie własne na podstawie http://www.saia-support.com.
Rys. 5. Zintegrowane technologie wchodzące w skład systemu ERP Źródło: opracowanie własne.
318 Rafał Boniecki, Józef Rawłuszko
Literatura
1. Boniecki R, Rawłuszko J.: P e r s p e k ty w y r o z w o ju n a r z ę d z i te le in fo r m a ty c z n y c h do o b s łu g i m a ły c h f i r m tr a n s p o r to w y c h, w: D r o g i d o c h o d z e n ia d o s p o łe c z e ń s tw a in fo r m a c y jn e g o, t. 1, Zeszyty Naukowe US, Ekonomiczne Problemy Usług nr 67,
Szczecin 2011, s. 661-668.
2. Boniecki R.: U sin g s p lin e in te r p o la tio n f o r th e p u r p o s e o f q u a lity im p r o v e m e n t o f s e r v ic e c a r r ie d o u t b y th e c o u r ie r c o m p a n y , International Postal and
e-Communications Conference, Pardubice 2010.
3. Boniecki R.: T he u se o f th e p e r io d ic c u b ic sp lin e in te r p o la n t to c o n tr o l th e lo g is tic ta sk , 7th European conference of young research and science workers in transport and telecommunications, Żylina 2007.
4. Boniecki R.: U se o f j a v a 2 e n te r p r is e e d itio n te c h n o lo g y in th e d e v e lo p m e n t o f th e e n te r p r is e r e s o u r c e p la n n in g a n d th e c u s to m e r -r e la tio n s h ip m a n a g e m e n t, Polish
Academy of Sciences, System Research Institute, Warszawa 2006.
5. Boniecki R., Rawłuszko J., Miciak M.: B z 1 2 /2 0 1 1 - P r o je k t r o z b u d o w y in fr a s tr u k tu r y te le in fo r m a ty c z n e j d la w d r o ż e n ia s y s te m u E R P w f i r m i e z w ie lo m a o d d zia ła m i, UTP Bydgoszcz 2011.
6. strona producenta http://www.saia-support.com/.
APPLICATION OF MODERN TOOLS FOR MONITORING, CONTROLLING AND MANAGING OF TECHNOLOGICAL PROCESSES
IN THE NETS OF COMPANIES
Summary
The modem measuring, controlling and teleinformatic tools create possibility to mange of technological processes in the nets of companies not only in the service but even in the manufacturing branches.
The paper describes the solution created for one of the nets of companies utilizing of wasted products in Poland.
