Efektivitu v Gumotexu zvyšují virtuální stroje

Gumotex se řadí mezi přední firmy v oboru zpracování plastů. Ve výrobě na vypěňovacích linkách bylo potřeba vyměnit operační systém a na něj navazující vizualizační aplikace, a to bez přerušení výroby.

GUMOTEX a. s., patří k uznávaným firmám v oboru zpracování plastů, zejména se zaměřením na produkty na bázi polyuretanových a EPP pěn a na bázi gumotextilních materiálů s vysokými užitnými vlastnostmi. Řadí se mezi přední české exportéry, vyváží do více než 30 zemí celého světa, zejména do států EU. Produkty nachází své uplatnění v automobilovém průmyslu, zejména v interiéru osobních i nákladních aut, v segmentu vodáckého sportu a aktivního odpočinku (např. čluny a rafty). Vyrábí také speciální produkty pro záchranné systémy krizových situací (např. nafukovací stany).

Problém, který bylo třeba vyřešit

Ve výrobním závodě Gumotex bylo na vypěňovacích linkách zapotřebí provést generační výměnu operačního systému a navazujících vizualizačních aplikací, a to nejlépe za chodu, bez přerušení výroby. Původní hardware již nebyl dostupný a zachování stávající formy řízení by znamenalo dlouhou odstávku a velké finanční náklady.

Původní řešení

Každá linka měla samostatný řídicí systém složený převážně z komponent Siemens. Řídící jednotkou bylo PLC řady Simatic S7- 400, dále byl v každé lince integrován robot, operátorský panel TP700 od firmy Siemens a hlavní ovládací pult. Součástí hlavního ovládacího pultu byla vizualizační stanice, která se skládala z průmyslového počítače řady Simatic Rack PC, monitoru a záložního zdroje UPS. Jako operační systém byl zvolen Windows XP Professional, vizualizaci zajištoval program Simatic WinCC V6.0. Pro spolupráci s robotem a databází byl zvolen produkt vytvořený firmou DEL a.s., průmyslová sběrnice vytvořená na bázi ProfiBus. Pro všechny linky řídící systém obsahoval jeden společný databázový server, který sloužil jako centrální zdroj receptur a taktéž jako archiv výrobních parametrů. Pro technology a údržbu byla dostupná samostatná vizualizační stanice, která umožňovala oprávněným osobám připojit se na jakoukoliv linku a monitorovat ji, popřípadě i ovládat.

Asi největší slabinou tohoto řešení je úzká vazba softwarových prostředků na hardware a kompatibilita samotného HMI systému (= sofistikované zařízení, pomocí které obsluha ovládá a monitoruje činnost stroje) s operačním systémem.

Životnost operačního systému i konkrétního hardware je mnohem kratší než životnost průmyslových technologických celků, a proto bylo při plánované obnově systému zapotřebí najít způsob, jak se do budoucna vyhnout potížím s kompatibilitou. Ty by při tradičním způsobu obměny přišly s téměř stoprocentní jistotou.

DEL a.s.

DEL a.s. patří mezi špičku v oborech automatizace a robotizace výroby, elektrotechnice a zajišťování mechanických řešeních na klíč. Dodávky společnosti DEL a.s. směřují do různých odvětví průmyslu, především strojírenského, automobilového, těžkého a lehkého průmyslu a energetiky. DEL a.s. je partnerem Českého institutu informatiky, kybernetiky a robotiky a zakládajícím partnerem Národního centra průmyslu 4.0.

Představení řešení

Základem nového řešení jsou dva výkonné servery, které jsou umístněné na bezpečném místě v serverovně. Na těchto serverech běží operační systém Windows 2012R2, který slouží jako platforma pro program Hyper-V. Na každém serveru jsou instalované virtuální stroje, které slouží jako náhrada desktopových počítačů umístěných v hlavních ovládacích pultech. Je také zahrnut virtuální stroj pro potřeby technologů a údržby. Z důvodů rozložení zátěže jsou na daných serverech spuštěny jenom určité virtuální stroje. Ty jsou pravidelně pomocí funkce „Replikace“ zálohovány křížem na druhý server, kde je ten samý virtuální stroj v klidu. Tím jsou veškerá data nejen zálohována, ale i aktualizována, takže v případě poruchy serveru může celý systém pracovat jenom s jedním serverem a data budou vždy aktuální. V hlavních ovládacích pultech jsou instalováni tzv. tencí klienti, kteří zprostředkovávají grafické rozhraní s virtuálním strojem. Tímto způsobem byly z technologie odstraněny počítače, jejichž prostředí bylo hlavním zdrojem poruch. V případě poruchy tenkého klienta je jeho náhrada snadná. Tyto jednoduché terminály neobsahují kód aplikace, a proto je jejich výměna rychlá. Spočívá víceméně v konfiguraci IP adresy a parametrů připojení na virtuální stroj. Spojení s technologií a komunikační linkou ProfiBus bylo provedeno pomocí převodníku Ethernet/ProfiBus.

Servery s virtuálními stroji ve faktech

operační systém Windows 2012R2

program Hyper-V pro vytvoření virtuálních strojů

tzv. tencí klienti místo počítačů

funkce “Replikace” pro zálohování a aktualizaci dat

V čem řešení Gumotexu pomohlo

Takto řešený systém zjednodušuje administraci a umožňuje centrální správu celého systému. Přináší jeho lepší zabezpečení a snadnější zálohování. Zjednodušuje a hlavně zkracuje čas potřebný pro oživení systému v místě instalace. Navíc má systém delší dobu provozního života. Stává se téměř nezávislým na použitém hardware a jeho případná výměna nemá vliv na konfiguraci virtuálního stroje. Z provozu odstraňuje drahé průmyslové počítačové sestavy, které jsou nahrazeny mnohem lacinějšími klienty. Vzhledem k použitým prostředkům systém umožňuje chod v režimu 24/7, a tím se zkracují prostoje způsobené nutností restartů a údržbou klasických počítačů. Taktéž rychlost výměny dat mezi virtualizovanými systémy je mnohonásobně větší, což obsluha zařízení ocení. Nemalý přínosem je snížení spotřeby elektrické energie, ke které došlo díky snížení počtu fyzických počítačů a záložních zdrojů energie. Taktéž odpadla potřeba tyto jednotlivé počítače v technologii chladit. Nicméně nezanedbatelný je i fakt, že virtualizace umožňuje redukci fyzických komponent a tím i snížení rizika poruchy hardware.