Tvorba SCADA systému pro řízení robotizované linky na výrobu hřídelí

Systém zajišťuje řízení toku linky, management návozů a odvozů palet, komunikaci s ERP systémem SAP a interní logistikou, sběr dat o výrobě, evidenci hřídelí podle unikátních čísel a real-time vizualizaci stavu měření pro operátory.

📌 Zadání

Pro nově vybudovanou robotickou linku na výrobu hřídelí bylo potřeba vytvořit centrální SCADA aplikaci. Cílem bylo zajistit kompletní řízení pracoviště, propojení technologie s podnikovým ERP systémem, řízení interní logistiky a sběr výrobních dat v reálném čase.

🔍 Původní stav

• Zavádění nové technologie: Linka byla nově postavená a pro její uvedení do plného provozu chyběla nadřazená vrstva pro řízení a sběr dat.
• Propojení systémů: Bylo nutné zprovoznit kompletní tok dat mezi novým hardwarem na dílně, logistickým systémem a plánováním výroby.
• Chybějící traceabilita výroby: Od spuštění linky bylo vyžadováno 100% ukládání historických dat vyrobených kusů, měření a procesních časů.

🛠️ Architektura aplikace

Aplikace byla vyvinuta v prostředí LabVIEW, které bylo přímým požadavkem klienta – zákazník měl v tomto prostředí připravené vlastní řešení pro vyčítání PLC přes OPC-UA a předávání dat do globálních proměnných.

Pro zajištění vysokého výkonu a spolehlivosti byla navržena klientsko-serverová architektura:

• Serverová část: Běží na centrálním serveru (zálohovaný), zpracovává hlavní výpočetní logiku, komunikuje s PLC, API rozhraními a SQL databází.
• Klientské aplikace: Samostatné klientské aplikace v LabVIEW běží na průmyslových Windows PC ve výrobě. Slouží jako rozhraní pro operátory.
• Komunikační vrstva:
  • PLC / HW: Výměna dat přes OPC-UA rozhraní vyčítaná zákazníkem do globálních proměnných v LabVIEW.
  • ERP / Logistika: Oboustranná komunikace přes interní REST API.
  • Server – Klient: Využití LabVIEW technologie Shared Variables.
• Data & Monitoring:
  • SQL Databáze: Relační databáze navržená pro ukládání procesních a historických dat (propojení s LabVIEW prostřednictvím ODBC).
  • Monitoring systému: Vlastní ASP.NET API rozhraní sledující systémové logy (vytížení CPU, stav modulů) s vizualizací v Grafaně.

⚙️ Klíčové funkce

• Automatická integrace se SAP: Stahování plánovacích tabulí přes API a dynamické generování výrobního plánu (posloupnost operací, četnost měření, seřizovací pauzy).
• Kompletní paletový management: Automatické volání návozů a odvozů materiálů na základě stavů ze vstupních/výstupních vozíků. Určování aktivních palet (pro odběr a zakládání) a reporting doplňujících dat o každém kusu do logistiky.
• HMI pro 2 měřicí stanice: Vizualizace výsledků z PLC s integrovanou rozhodovací logikou (např. při hraničních tolerancích kus automaticky odešle požadavek na přeměření dalšího výrobku).
• Ukládání historických dat: Kompletní archivace vyrobených kusů podle unikátního čísla, výrobních a transportních časů, dat z měření, plánů a výkresové dokumentace do SQL.

☑️ Nový stav (Přínosy)

• Plně zprovozněná robotická linka: Úspěšné spuštění nového pracoviště s kompletní nadřazenou logikou řízení.
• Autonomní provoz linky: Zpracování zakázek a návaznost jednotlivých výrobních operací probíhá zcela automaticky na základě dat ze SAPu. Logistika reaguje automaticky na reálný stav palet na lince, čímž se předchází čekání na materiál.
• Rychlé vyhodnocení měření: HMI panel nabízí obsluze okamžitý přehled o stavu měření pomocí semaforové signalizace (zelená / oranžová / červená). Při zeleném stavu pokračuje výroba automaticky dál, zatímco při hraničních či chybových hodnotách (oranžová/červená) systém vyžaduje zásah obsluhy.
• 100% zpětná sledovatelnost (Traceability): Kompletní archivace dat z měření a procesů zajišťuje plnou dohledatelnost historie každého vyrobeného kusu.
• Přehled o stavu aplikace: Díky monitoringu v Grafaně má IT/údržba přehled o stabilitě a vytížení SCADA systému.