羅克韋爾自動化控制系統為啤酒廠節約安裝成本
2006-04-15 08:35 來源:現代包裝 責編:中華印刷包裝網
使用由DeviceNet連接的現場安裝的驅動裝置避免了安裝馬達控制中心,并使南澳大利亞釀造公司節約前期成本50,000美元。
南澳大利亞West End啤酒廠建于1859年,在1888年加入南澳大利亞釀酒公司(SAB)。自此,West End啤酒成為南澳大利亞釀造公司的一個大型企業,并繼續拓展業務,促進產品多樣化,為南澳大利亞和全國生產各種各樣的啤酒。該廠最著名的品牌包括West End和Southwark。
1993年,Lion Nathan并購了南澳大利亞釀酒公司,它是澳大利亞最大的一家飲料企業。此次并購進一步擴展了West End啤酒廠的產品范圍,增加了產品的包裝類型,尤其是正在不斷發展的“即開即飲”型飲料方面,比如含酒精的混合型飲料。
裝運前的最后一道工序是裝瓶和包裝,它是飲料生產的關鍵性環節。West End啤酒廠的裝瓶車間呈一巨大的拱形,車間內裝有傳輸線和處理平臺。空瓶子從地面貯藏庫經輸送機輸送到第一層裝瓶車間,在這里對這些空瓶子進行清洗和干燥,然后灌入各種冷卻了的飲料。灌完后壓蓋,然后用巴氏滅菌法殺菌,最后再帖上各種標簽,對酒瓶進行包裝。
挑戰
由于南澳大利亞釀酒公司產品極其多樣,無形中對最初僅由兩條單獨的用于各種產品包裝的生產線形成了挑戰。按West End啤酒廠電氣工程師Richard Boiwko的說法,這意味著這兩條生產線之間不能跨接,產品在一條生產線上生產后,需要在另一條生產線上進行包裝,這使得產品要完成兩條生產線上的工序至少得一次以上。
“我們需要更加靈活更易于管理的系統來使產品能夠跨接各道工序”,Boiwko說!艾F在各種裝瓶程序和產品的數量已增加到大約50種。我們必須減少工序跨接所帶來的影響,提高生產效率!
2001年,啤酒廠對裝瓶車間進行了一次改造,這次改造提高了生產的靈活性,并使生產一條龍化。Boiwko的目標是:引進先進的自動化系統和通信系統,對各種配方進行跟蹤監測,以便能夠即時根據情況進行調整;對固定速度和變速輸送機進行改造,將其與控制系統相連,從而對速度進行在線自動調整,優化酒瓶的聚積方式,提供緩沖;對生產線進行更加靈活的配置,使產品能夠在不同的工序間靈活轉換。
此外,提高速度至關重要,因為啤酒廠只有利用一年中兩周的圣誕節以及新年的時間暫時停工(2001~2002年)以便對設備進行改造,包括對輸送機重新進行配置及增加設備,電氣安裝和試運行。
解決方案
基于Adelaide的自動解決方案供應商和羅克韋爾自動化系統集成商Sage Automation簽定合約對瓶裝車間進行改造,設計和安裝全自動化及控制系統。這次改造包括對現有設備的集成(執行某道工序的各個設備)以及對115臺變速輸送機的控制,這些變速輸送機負責以高達每分鐘700米的速度輸送在不同工序以及包裝工序上的酒瓶。
Sage Automation的控制方案以羅克韋爾自動化的三層通信結構為基礎,其中包括用于監控和維護的以太網、用于高吞吐量和確定性控制的ControlNet控制網和車間設備一級的DeviceNet現場總線。
“羅克韋爾自動化的三層通信結構使整個項目變得切實可行”,Sage Automation技術開發部經理James Wakefield說。“用通信網絡代替硬布線使原有設備與綜合控制系統緊密地結合在了一起,從而產生出更加智能化的中央控制水平!
南澳大利亞釀酒公司的控制和通信系統通過以太網將Allen-Bradley ControlLogix處理器與監控人機界面(HMI)集成在一起,并且通過確定性控制的ControlNet鏈接到遠程ControlLogix。兩個ControlLogix都可以支持DeviceNet和Data Highway Plus(DH+)通信。
車間原有系統是在Allen-Bradley SLC5/04邏輯控制器的基礎上建立起來的,Allen-Bradley SLC5/04邏輯控制器對現有設備進行控制,例如卸垛機、清洗裝置、貼標機、分瓶裝置等。每臺設備都通過DH+網絡被集成到新的系統當中,從而通過以太網和ControlLogix實現智能控制。
與輸送系統相連的設備通過DeviceNet現場總線系統集成在一起,包括115個新的車間交流變速驅動裝置,162個Allen-Bradley接近開關,32個原來安裝在面板上的驅動裝置,30個光電傳感器,以及由八個DeviceNet掃描器支持的總計有330個節點的Flex I/O以及Stack Lights。
以太網通信主要用于監控和維護級,構成以羅克韋爾自動化RSLinx為輸入輸出服務器的第一級SCADA站,以及用于在線編程和診斷的第二級編程終端。以太網還可以進行通信集成,并將信息傳遞給原熱收縮膜包機。最近,Sage為收縮打包機進行了改造,采用以ControlLogix為基礎的配備有集成運動控制的系統進行控制。
“這一現代化控制系統在現場安裝方面設計靈活,可以非常容易地安裝在裝瓶車間”,Wakefield說!霸O計靈活的系統體系結構意味著我們可以將精力主要集中在生產工藝的投產使用上,而不必在控制系統上花很大精力!
成果
南澳大利亞釀酒公司的Richard Boiwko對這次改造的成功給予了高度評價,他說這次改造提高了生產的靈活性和生產效率,從而大大促進了產量的增長。
總產量的增長基于許多因素,比如貫穿整個裝瓶車間的產品路線的靈活性的提高,它是50多種產品路線管理加強,安裝和新輸送機配置綜合作用的結果。其它因素還包括采用了近程式傳感器對輸送機上產品的堆積狀態進行檢測,通過DeviceNet集成驅動裝置使對輸送機速度的調整更加容易和方便,以及由于采用了DeviceNet使得診斷和報警功能提高,從而能夠即時排除故障。
DeviceNet現場總線系統的使用大大降低了安裝成本,正如Wakefield所說,“由于我們對每個輸送機都安裝了DeviceNet電纜,從而可以在任何需要安裝傳感器的地方插入一個T型接頭,這幾乎不需要布線。智能通信簡化了試運行和在線診斷,從而節約了6%的安裝成本!
Boiwko還談到,使用現場安裝的DeviceNet的交流驅動器避免了建立馬達控制中心,以及敷設屏蔽電纜!斑@又為我們節省了50000美元,”他講道。
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