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在我們所遇到一些案例中，操作員只有在產(chǎn)線效率不足時才能跟上生產(chǎn)進度”，Protech電氣工程經(jīng)理Tom Rust 解釋說，“這不僅造成了生產(chǎn)瓶頸，同時也導致最后環(huán)節(jié)變得極度無序和不協(xié)調(diào)，使原本非常高效的包裝作業(yè)變得“虎頭蛇尾”。在這種情況下”，Tom 解釋說，“協(xié)調(diào)在工廠中至關(guān)重要，當有重要客戶參觀工廠時尤為如此”。
解決方案
Protech對此提供的解決方案是 DC2010分選機，該設(shè)備可有序地整理和碼垛密封或貼標后的包裝產(chǎn)品。其處理速度可達200ppm，適合當今可實現(xiàn)的最大機器吞吐量應(yīng)用。
除提高生產(chǎn)線效率和降低總運營成本外，其配置非常簡單，適合定制應(yīng)用，且外形小巧，尤其適用于車間空間成本較高的場所。此外，該設(shè)備的投資回報更快，也更為直觀，以一家乳制品公司為例，其生產(chǎn)線末端配備的員工人數(shù)從五人降至僅兩人，這樣余下的三人分派到公司的其它區(qū)域。
分選機以設(shè)定的每分鐘傳送產(chǎn)品數(shù)輸送包裝產(chǎn)品，傳送帶接收來自生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，對產(chǎn)品單獨加速，使各個產(chǎn)品與分選頭之間保持一定的間隙，然后按預(yù)定義包裝數(shù)量將產(chǎn)品縱向碼垛。
為實現(xiàn)這一水平的吞吐量，DC2010 采用了一套先進的羅克韋爾自動化運動控制解決方案。該四軸伺服解決方案采用 Allen-Bradley Kinetix 2000 伺服驅(qū)動器，驅(qū)動器經(jīng)由 Sercos 與 Allen-Bradley CompactLogix L43 可編程自動化控制器 (PAC) 相連。Allen-Bradley PowerFlex 變頻器負責控制傳送帶的進料和出料，Allen-Bradley PanelView 600 HMI 則為操作員提供了一個控制界面，操作員可借此訪問預(yù)存儲的機器配置并執(zhí)行故障查找工作。
驅(qū)動器、PAC和HMI之間通過 EtherNet/IP連接，并擴展連接至現(xiàn)有計算機網(wǎng)絡(luò)中，這樣便可在整個企業(yè)范圍內(nèi)共享運行數(shù)據(jù)。
同時，DC10安全門采用Allen-Bradley GuardMaster MSR127TP安全繼電器，用于連接分段安全系統(tǒng)，分段式安全系統(tǒng)由急停和SensaGuard非接觸式開關(guān)組成。對系統(tǒng)進行分段，這樣操作員就能夠在發(fā)生安全事故后盡快啟動機器，恢復正常運行。
成果
Protech 在該機器中引入了一些極具智慧和創(chuàng)造性的設(shè)計特性，而這也得益于羅克韋爾自動化基礎(chǔ)架構(gòu)的靈活性。同時，大部分組件都可實現(xiàn)即插即用，可輕松滑出并替換機器的整個核心部分或“引擎”，這大大簡化了主要維修工作。
“我們也曾嘗試使用某競爭對手的自動化解決方案”，Tom解釋說，“盡管其具備靈活性，但卻非?！腊灞孔尽?，很難使用”。羅克韋爾自動化設(shè)備的復雜性恰當好處，在需要復雜的地方復雜，在需要簡潔的地方又很簡潔。實際上，在此項目的基礎(chǔ)上并憑借其產(chǎn)品易用性的特點，羅克韋爾自動化現(xiàn)已成為我們自動化解決方案的首選供應(yīng)商。正是其靈活性和易用性幫助我們有效降低了設(shè)計和開發(fā)成本，縮短了產(chǎn)品上市時間。
“與其它供應(yīng)商的自動化技術(shù)相比，羅克韋爾自動化產(chǎn)品更具‘技術(shù)性價比’”，Tom總結(jié)說，“因此，對于這款結(jié)構(gòu)緊湊、功能強大、性能可靠、靈活易用、適用于各種高速食品包裝生產(chǎn)線的解決方案的推廣，我們充滿信心”。
其它信息
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以上僅說明 Protech 使用羅克韋爾自動化產(chǎn)品和服務(wù)以及其它產(chǎn)品所取得的成果。其它客戶取得的成果可能會有所不同。
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30 | 今日自動化 2013年9月
基于CompactLogix的
運動控制包裝產(chǎn)品解決方案
解決方案
基于羅克韋爾自動化產(chǎn)品的解決方案，其中包括：
• Allen-Bradley CompactLogix L43 可編程自動化控制器 (PAC)
• Allen-Bradley PowerFlex 變頻器
• Allen-Bradley Kinetix 2000 伺服驅(qū)動器
• Allen-Bradley PanelView 600 HMI
• EtherNet/IP
• Allen-Bradley GuardMaster MSR127TP 安全繼電器
• 急停設(shè)備
• SensaGuard 非接觸式開關(guān)
成果
• 結(jié)構(gòu)簡單但功能強大的即插即用式運動控制解決方案
• 控制核心可替換，易于維護
• 僅在所需方面采用復雜設(shè)計，總體仍以簡潔易用為標準
• 借助EtherNet/IP通信可實現(xiàn)整個企業(yè)范圍內(nèi)的訪問
• 借助分段安全解決方案可加快機器重啟速度
• 旨在提升機器的產(chǎn)能以實現(xiàn)最快生產(chǎn)速度
背景
Protech Group公司成立于1983年，旗下包含Protech食品系統(tǒng)、Protech制造、Protech鈑金、Protech控制系統(tǒng)和 Protrace解決方案。公司的宗旨是：以恰當?shù)倪x擇與服務(wù)為客戶提供優(yōu)質(zhì)解決
方案。
Protech Group可獨立提供各種主要服務(wù)，包括咨詢、3D設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、維修和售后支持。產(chǎn)品方面，公司的產(chǎn)品組合在業(yè)內(nèi)享有盛譽，其中包括：傳送帶系統(tǒng)、食品加工機械、肉制品成型和輸送設(shè)備、智能生產(chǎn)線解決方案、追溯和管理系統(tǒng)。
當Protech著手設(shè)計和開發(fā)全新的 DC2010包裝分選機時，他們找到了羅克韋爾自動化，希望后者為其提供控制和安全解決方案。Protech非常欣賞Allen-Bradley解決方案的靈活性和易用性，已將羅克韋爾自動化定為其首選供應(yīng)商。
面臨的挑戰(zhàn)
食品行業(yè)除了受到高度的監(jiān)管之外，競爭也異常激烈。只要機器制造商推出能夠提高效率的手段，無論是針對過程或流程方面，都會很快被最終用戶采用。
而在生產(chǎn)工廠中，往往被忽視的一個環(huán)節(jié)就是生產(chǎn)線末端的成品輸運。很多情況下，這一環(huán)節(jié)主要還是依賴人工作業(yè)，由車間工人執(zhí)行最終檢查以及包裝數(shù)量統(tǒng)計。人工操作方式的問題在于根據(jù)產(chǎn)線速度變化進行調(diào)整時欠缺靈活性。生產(chǎn)速度快則需要更多人手，生產(chǎn)速度慢則需要較少人手。
追求卓越
King's Hawaiian 的所有機器制造商統(tǒng)一采用我們的技術(shù)
King’s Hawaiian 制作的面包風味獨特，暢銷全美，促使公司不斷發(fā)展壯大。50 年前，Robert Taira 在夏威夷研制出這種特色圓面包的配方。Taira 位于檀香山的企業(yè) King’s Bakery 成了游客的必去之處，他們將面包帶回本土作為禮品饋贈給親朋好友。
為了把企業(yè)做強做大，Taira 舉家遷往加利福尼亞南部，在那修建了一座占地 30,000 平方英尺的工廠。面包的名氣越來越大，企業(yè)的運營也蒸蒸日上。二十世紀九十年代，King’s Hawaiian 位于加利福尼亞的面包廠進行了擴建，占地面積增大 40,000 平方英尺；2004 年，公司更是修建了一座占地 150,000 平方英尺的自動化烘焙廠，距離總部不遠。
到 2010 年，King’s Hawaiian 又一次迎來生產(chǎn)高峰。加利福尼亞工廠和面包廠全天候運轉(zhuǎn)，消費者的需求已遍及全國。公司還擴充了產(chǎn)品系列，在原有的特色圓面包基礎(chǔ)上新推出烘焙小面包、潛艇面包和三明治面包。
由于不斷上漲的天然氣價格和其它運輸成本使面包廠的預(yù)算不堪重負，King’s Hawaiian 決定在美國東部新建一座工廠。這樣一來，公司就可以經(jīng)濟高效而又迅速地將不斷增多的產(chǎn)品系列送往各大店面。
面臨的挑戰(zhàn)
King’s Hawaiian 選擇在佐治亞州奧克伍德新建一座占地 125,000 平方英尺的高水平自動化工廠，并定于 10 個月內(nèi)竣工投產(chǎn)。這一時間計劃面臨著重重困難，尤其是考慮到項目的復雜程度。整個面包烘焙過程需要用到 11 種由不同原始設(shè)備制造商 (OEM) 提供的專用機器，控制和信息平臺要求采用獨特的設(shè)計環(huán)境、用戶界面和廠商支持模式。
盡管初始項目工期十分緊張，但 King’s Hawaiian 還是希望解決工廠信息基礎(chǔ)架構(gòu)的長期需求問題。
King’s Hawaiian 工程主管 Mike Williams 說：“我們是一家小型的家族企業(yè)，所以在 3,500 英里之外的佐治亞州新建一座工廠實屬不易。我們希望能夠從加利福尼亞遠程監(jiān)督運營過程，確保生產(chǎn)運營達到客戶的期望?！?br />
King’s Hawaiian 還希望能夠擁有先進的數(shù)據(jù)采集能力，確保將烘焙產(chǎn)品的質(zhì)量保持在最高水平，維持整個企業(yè)的運營效率。
Williams 說：“我們公司并沒有做過很多的正式報告或評估，以前獲得的數(shù)據(jù)基本上都是靠手寫。在新建工廠之際，我們希望采用能夠獲取所有前端設(shè)備信息的基礎(chǔ)架構(gòu)。”
整個工廠運營都圍繞著烘焙過程展開。制作 Hawaiian 面包的第一步是精確測量干料并攪拌。然后，攪拌后的干料被輸送到一個不停攪拌的攪拌機中，并在此加入液狀原料。攪拌完畢后，面團會傳送到另一個車間的機器上，將面團制成球狀，然后分別裝入鋁盤制成各種產(chǎn)品。之后，面團進入另一臺機器 - 發(fā)酵箱中，在此發(fā)酵。接著送到烤箱。烘焙過的面包在出爐后要經(jīng)過一條很長的傳送帶進行冷卻，然后送往包裝機進行檢查和裝運。
