artikel

Automatisch tot de molens

Algemeen

De meelfabriek van Meneba te Wormerveer vernieuwde de automatisering vanaf het lossen van de granen tot het malen in de molens. Een miljoenenproject dat twee jaar duurde. Het meer dan twintig jaar oude systeem, destijds in gebruik genomen door Hare Majesteit de Koningin, was zeer vernieuwend voor die tijd, maar nodig aan vervanging toe.

Per jaar be- en verwerkt Meneba meer dan een miljoen ton graan. Op de locaties Rotterdam (de grootste), Wormerveer en Weert maakt het bedrijf als derde leverancier in Europa onder andere diverse gemalen en gemixte graanmelanges, geëxpandeerde en geëxtrudeerde producten. Alex de Klerk, process automation engineer bij Meneba Wormerveer, begon twee jaar geleden met de voorbereidingen voor de nieuwe automatisering. “Op een gegeven moment is het over. Nieuwe onderdelen zijn steeds moeilijker te verkrijgen. Het idee heerst dat een vervangingsinvestering veel kost en niets oplevert, maar als je niets doet, dan stort het op een gegeven moment helemaal in elkaar.”

De keuze voor de nieuwe automatisering moest er een zijn waar Meneba in de toekomst mee uit de voeten kon. “We kozen daarom voor een systeem waarin we onafhankelijk zijn van het bedrijf dat het installeert”, vertelt De Klerk. In de aanbestedingsfase koos Meneba voor de Eindhovense system integrator Actemium. Dit bedrijf installeerde het automatiseringssysteem bij Meneba Weert voor het eerst. “Daar hebben we het eerste pilot project gerealiseerd en in de navolgende projecten alle functionaliteiten verder geoptimaliseerd”, vertelt Gerard Teeuwen, client manager bij Actemium. Vervolgens koos ook de vestiging in Rotterdam voor dit automatiseringsconcept.

Integratie MES en Scada
Meneba koos voor TIA-software van Siemens. TIA staat voor Totally Integrated Automation. Dit betekent dat alle facetten van orderverwerking tot en met het aansturen van kleppen en motoren is geïntegreerd in één systeem. Meneba vernieuwde al eerder de ERP-software (Enterprise Resource Planning). Hiermee zijn alle bedrijfsprocessen, waaronder voorraadsystemen, bedrijfsadministratie en logistiek met elkaar verbonden. Alle informatie is voor iedereen in het bedrijf te zien op alle locaties.

Actemium realiseerde de nieuwe onderliggende MES-laag (Manufacturing Execution System). De voornaamste taken zijn het inlezen, verwerken en starten van orders. De operator haalt uit deze software informatie over orders, materialen en recepten. De MES-software verwerkt informatie uit de ERP-laag en geeft die door aan de controllaag en vice versa. De controllaag bestaat bij Meneba uit een batchcomponent, Simatic Batch, en een SCADA-component, Simatic WinCC (zie ook figuur 1).

Operators kunnen nu zowel de informatie uit MES als uit de controllaag geïntegreerd op één scherm zien. “Stel hij is bezig om ordergegevens in te vullen in de MES-applicatie, maar er treedt een procesalarm op, dan ziet hij dat meteen bovenaan zijn scherm”, legt Gert Ippel, MES-specialist bij Actemium uit. Vroeger had men twee schermen. Op het ene kon een operator het verloop van het productieproces in het scada-systeem volgen. En men had een computerscherm, waar ze de recepturen kon oproepen en planningsprogramma’s kon ingeven. Als er een storing was bij een apparaat, draaide de printer de foutmelding uit.

Planningsalgoritme
“De molens mogen niet stilvallen door een tekort aan product. Dat was de belangrijkste eis bij het programmeren”, vertelt Teeuwen. De molens verwerken een grondstofmelange tot halffabricaat (zie figuur 3). Verschillende grondstoffen worden gewogen en getransporteerd naar een rustcel waar de grondstof een poosje in blijft, afhankelijk van het recept. Hier moet het eerder gedoseerde water in de granen trekken. “De uitdaging was om de juiste melange op de juiste tijd beschikbaar te hebben voor de molens”, legt Teeuwen uit.

Daartoe maakte Actemium drie plannen: het molenplan zorgt voor de toevoer van de melange van de rustcellen naar de molens. Dat is het begin van het planningsalgoritme, het bepaalt de vraag. Van daaruit wordt een doseerplan gemaakt. Dat betekent het inplannen van de juiste melanges om ze op de juiste tijd te malen. Het derde plan is een brengplan. Dat zorgt voor de aanvoer van de juiste grondstoffen op de juiste tijd naar het mengblok. Daarnaast speelt ook de capaciteit van de verschillende cellen en tijdslimieten een rol. Bovendien heeft de operator ook de mogelijkheid om zelf in te grijpen door bijvoorbeeld een andere begintijd in te vullen. Actemium maakte een scheduler-applicatie die gekoppeld is aan de Simatic IT-MES-software.

Melangeeropdracht
Vroeger moesten de operators bij elke verandering het systeem opdracht geven om de planning weer door te rekenen. Het huidige planningsalgoritme rekent elk kwartier zelf de planning opnieuw door. Dat is een van de voordelen van de vernieuwingen. Problemen zoals het opraken van grondstoffen of melanges die te lang in rustcellen blijven liggen, kunnen operators nu in een oogopslag zien. Bovendien is het plannen van spoedopdrachten nu gemakkelijker geworden.

Melangeeropdracht en maalorder
De scheduler van Actemium is gebaseerd op twee opdrachten vanuit ERP: de melangeeropdracht en de maalorder. “Deze koppelen we aan elkaar en daar is ons hele planningsalgoritme op gebaseerd. De maalorder bepaalt welk product wordt gemalen op welke molen en op welk tijdstip en met welke prioriteit. De melangeeropdracht bevat de receptuur. In Rotterdam bepalen de melangeurs welke partij in welke melange komt. Ze streven naar de beste kwaliteit tegen de laagste kosten. De recepten voeren ze in het ERP-systeem in. Daar staan ook de voorraden. Als een melangeur ziet dat hij problemen kan krijgen met de beschikbaarheid van een grondstof, geeft hij gelijk een alternatief mee die ook meegaat in de planning.

“De koppeling van deze twee bepaalt de planning”, verduidelijkt Ippel. De automatisering is nu zover dat bij een storing aan een molen, de scheduler er bij het melangeren al rekening mee houdt. Die ‘ziet’ dat er minder product wordt afgevoerd en past de planning aan (zie figuur 2). Dat betekent concreet dat de volgorde van de opdrachten wijzigt. Andere molens krijgen voorrang. “Vroeger was dat niet zo. Als de molenaar niet oplette en bezig was om een probleem bij de molen op te lossen, kon het gebeuren dat de grondstoffen al gemelangeerd werden terwijl het nog niet nodig was”, herinnert De Klerk zich.

Na verwerking van een ERP-opdracht worden de werkelijk verbruikte grondstoffen en de geproduceerde eindproducten aan het ERP-systeem doorgegeven. Ook op een heel ander gebied heeft het systeem voordelen. Zo is tracking&tracing goed gewaarborgd. Meneba kan, mocht dat onverhoopt nodig zijn, bijvoorbeeld bij een calamiteit binnen de gestelde tijd een product terughalen.

Interessanter werk
Tijdens het project waren ook mensen van de technische dienst, IT, administratie, kwaliteitsdienst en de productie erbij betrokken. Samen dachten ze na over wat het besturingssysteem allemaal moet kunnen uitvoeren. Ook bij de functionele testen van de software, gingen de operators mee met het projectteam van Actemium naar hun locatie in Eindhoven. “Het voordeel was dat de operators de software al kenden voordat ze het moesten gebruiken”, vertelt Teeuwen.

De Klerk ziet dat iedereen het goed heeft opgepikt. Sommige operators geven zelfs aan hoe het automatiseringssysteem nog verder geoptimaliseerd kan worden. “Ook hun werk is interessanter geworden. Ze kunnen dieper in het systeem kijken. Ze zien bijvoorbeeld dat door een eindschakelaar een apparaat niet werkt. Ja, wat inzicht betreft hebben we drie stappen vooruit gezet. De procesbeelden zijn veel gedetailleerder.”

Internet
Voor storingen kunnen medewerkers via een VPN-verbinding, een beschermde internetverbinding, overal inloggen. Ze hoeven niet perse naar de fabriek. En mochten ze het zelf niet kunnen oplossen, kan ook een service engineer van Actemium inloggen. Ook het papieren handboek is online in te zien. De Klerk toont het twintig centimeter dikke handboek van vroeger. De documenten zijn nu op de server opgeslagen. Daar haalt iedereen de nieuwste versie vandaan.

Reageer op dit artikel