Memperlihatkan Kecerdasan Pabrik melalui Pengalaman Pembuatan Biru In-House
Itu adalah rahasia (bukan) yang terjamin bahwa kami memiliki mesin biru buatan sendiri di Sure Controls. Mesin biru selalu menjadi sorotan dalam setiap tur fasilitas yang kami berikan kepada pelanggan kami. Saya pikir itu juga bisa menjadi cara yang sangat keren untuk mendemonstrasikan beberapa kemampuan Plant Intelligence kami! Beberapa minggu yang lalu, brew master tinggal kami Josh membuat beberapa batch. Sambil dia membuat biru kami menghubungkan Historian in-house kami yang kami gunakan untuk pengujian internal proyek pelanggan dan menggunakannya untuk mengumpulkan data. Apa yang saya harap tunjukkan melalui artikel ini, adalah bagaimana kami mampu terhubung ke proses untuk berkomunikasi data, dan kemudian setelah data terkumpul, metode apa yang dapat kami gunakan untuk melihat data.
Bagian 1 – Mengumpulkan data
Di blog saya sebelumnya “Demystifying Data Collection” saya membahas secara rinci tentang standar dan protokol. Saya tidak akan masuk ke detail itu di sini, tetapi latihan ini adalah contoh bagus tentang bagaimana kami mendekati proyek yang kami eksekusi untuk pelanggan kami. Pertama saya duduk dengan Josh brew master kami untuk menentukan titik-titik informasi kunci yang perlu kami kumpulkan. Pada dasarnya ada tiga langkah dalam proses pembuatan biru, Mash, Boil dan Break. Item kunci untuk dipantau selama langkah-langkah ini adalah suhu. Kami juga perlu cara untuk memberi tahu sistem pengumpulan data kami langkah mana dalam proses yang sedang kami lakukan.
Untuk mengumpulkan data suhu, kami menganalisis mesin biru dan mencatat bahwa ada controller suhu yang dihubungkan untuk mengontrol pemanas pada wadah memasak yang digunakan dalam proses. Beruntungnya, controller ini memiliki kemampuan komunikasi, jadi yang tinggal adalah menentukan standar dan protokol yang diperlukan. Kontrol khusus ini menggunakan Modbus sebagai protokol komunikasi mereka. Ini bagus karena Modbus sangat umum dan mudah untuk dihubungi. Satu tantangan yang kami hadapi adalah, controller itu sendiri hanya menggunakan serial link untuk komunikasi, dan server Historian kami berada cukup jauh. Untuk mengatasi ini kami menggunakan perangkat gateway serial ke TCP/IP. Ini memungkinkan server Historian kami untuk menggunakan Modbus TCP untuk berkomunikasi secara langsung dengan kontrol dan mengumpulkan data suhu yang kami butuhkan. Berikutnya, untuk menyelesaikan pertanyaan langkah proses.
Untuk menangkap langkah mana dalam proses yang sedang kami lakukan, kami memutuskan untuk menggunakan PLC kecil dan HMI. Kami untungnya memiliki PLC kecil di sekitar yang kami gunakan untuk pengujian aplikasi, dan HMI yang kami gunakan untuk demo penjualan. Kami memprogram PLC dengan register yang menyimpan data teks. Kami kemudian memprogram HMI dengan beberapa tombol sederhana untuk brew master Josh kami untuk memilih langkah mana dalam proses pembuatan biru yang sedang dijalani. Dengan menekan tombol “Mash” misalnya, HMI kemudian akan menulis nilai “Mash” ke dalam register yang diprogram di PLC. PLC terhubung ke jaringan Ethernet, dan Historian kemudian dapat membaca register secara langsung mencatat langkah proses. Ini akan membantu nanti saat melihat data, untuk memberikan konteks.
Bagian 2 – Kami sudah memiliki data – sekarang apa?
Setelah batch biru dibuat, kami menggunakan langkah proses yang dicatat oleh PLC sebagai penanda untuk menarik data. Dengan mencatat saat langkah proses berubah, kami dapat menangkap titik awal dan akhir untuk setiap langkah dalam proses. Kami kemudian menampilkan setiap langkah proses dalam tampilan tren:
Mash
Di sini kita dapat melihat bahwa selama fase Mash dalam proses pembuatan biru, suhu kami tetap stabil pada 153° Fahrenheit.
Boil
Hal yang sama berlaku untuk fase boil, suhu kami tetap stabil pada 210° Fahrenheit.
Break
Langkah ini dianggap kritis untuk fase pembuatan biru, karena penting untuk menurunkan Wort (ini adalah nama cairan selama proses pembuatan biru – belum menjadi biru) ke suhu di mana aman untuk menambahkan ragi. Kita dapat melihat di sini dengan tren kami bahwa membutuhkan waktu sekitar 13 menit untuk menurunkan Wort dari 200° hingga 100° Fahrenheit. Secara keseluruhan, tampaknya brew master kami telah melakukan pekerjaan yang luar biasa dengan batch biru tertentu ini.
Mari kita bicara sedikit lebih lanjut tentang data. Kami menggunakan tren untuk analisis awal kami. Menampilkan data secara visual dengan cara ini memungkinkan kami untuk dengan cepat mencari anomali yang mungkin timbul selama proses. Jika, misalnya, selama fase boil, jika kita melihat penurunan tiba-tiba dalam suhu untuk waktu yang singkat, maka kita akan mulai bertanya apa yang terjadi? Apakah sekrup meledak, menyebabkan kehilangan sebenarnya dalam suhu, sehingga membahayakan batch? Atau apakah sensor terlepas sehingga data terdistorsi, tetapi setelah dipasang kembali kita dapat melihat suhu tetap stabil, sehingga batch kemungkinan baik? Jenis analisis ini dapat menjadi sangat berguna dalam mengidentifikasi “apa yang salah” jika sesuatu tidak lulus tes kualitas misalnya.
Jadi, bagaimana jika kita hanya ingin ringkasan sederhana dari apa yang terjadi selama batch? Menggunakan alat Query dari klien Historian kami, saya dapat melakukan ringkasan sederhana seperti ini:
Ini adalah analisis statistik yang sangat sederhana dari suhu Wort kami selama fase Mash. Saya menarik Min, Max, Rata-rata dan Standar Deviasi. Ini memberi kami tampilan satu baris yang bagus dari apa yang terjadi. Saya dapat melihat bahwa suhu tetap dalam satu derajat dari setpoint, dan rata-rata hampir tepat pada setpoint selama durasi waktu.
Saya dapat melihat bahwa ada variasi yang sedikit lebih besar selama proses Boil kami, tetapi masih well within parameter yang dapat diterima.
Akhirnya, jika saya benar-benar ingin melakukan “deep dive” ke dalam data, saya dapat dengan mudah mengekspor ke Excel yang merupakan alat yang familiar dan saya dapat melihat data mentah secara langsung, membuat grafik dan laporan saya sendiri untuk melakukan analisis tambahan:
Beberapa “Tips dan Trik” tambahan untuk pengumpulan data. Jika kami adalah pabrik biru yang sebenarnya, akan menjadi ide yang sangat baik untuk memberikan nomor batch ke batch ini, dan mencatat nilai tersebut ke Historian juga. Kemudian, saat berikutnya saya membuat jenis biru “Citra Tripel”, saya dapat kembali dan membandingkan batch terbaru saya dengan batch sebelumnya. Jika cicip biru saya mencatat sesuatu yang luar biasa tentang batch tertentu, kita dapat menganalisis apa yang terjadi, dan kemudian memperbarui resep kami untuk mereplikasi perbaikan itu di batch masa depan, atau hanya membandingkan bagaimana kita melakukannya. Juga, menggunakan alat tren, kita dapat menarik data dari kedua batch secara bersamaan menggunakan fitur “time offset”, membandingkan secara visual yang detail dengan menimpa kedua batch dalam tren yang sama.
Saya harap Anda menikmati artikel ini. Ini benar-benar hanya menggores permukaan dari apa yang dapat dilakukan oleh pengumpulan data otomatis untuk perbaikan proses. Di artikel mendatang, saya akan membahas teknik tambahan untuk menangkap data downtime dan menganalisis penyebab. Selain itu, saya akan membicarakannya tentang bagaimana kami dapat memanfaatkan sistem pengumpulan data untuk memberitahu tim proses kami ketika suatu peristiwa sedang terjadi, alih-alih menganalisis apa yang terjadi “setelah fakta”.
