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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(shí)才能跟上生產(chǎn)進(jìn)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(shí)也導(dǎo)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(dāng)有重要客戶參觀工廠時(shí)尤為如此”。
解決方案
Protech對此提供的解決方案是 DC2010分選機(jī),該設(shè)備可有序地整理和碼垛密封或貼標(biāo)后的包裝產(chǎn)品。其處理速度可達(dá)200ppm,適合當(dāng)今可實(shí)現(xiàn)的最大機(jī)器吞吐量應(yīng)用。
除提高生產(chǎn)線效率和降低總運(yùn)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(bào)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(jī)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(dú)加速,使各個(gè)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(shí)現(xiàn)這一水平的吞吐量,DC2010 采用了一套先進(jìn)的羅克韋爾自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)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(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由 Sercos 與 Allen-Bradley CompactLogix L43 可編程自動(dòng)化控制器 (PAC) 相連。Allen-Bradley PowerFlex 變頻器負(fù)責(zé)控制傳送帶的進(jìn)料和出料,Allen-Bradley PanelView 600 HMI 則為操作員提供了一個(gè)控制界面,操作員可借此訪問預(yù)存儲(chǔ)的機(jī)器配置并執(zhí)行故障查找工作。
驅(qū)動(dòng)器、PAC和HMI之間通過 EtherNet/IP連接,并擴(kuò)展連接至現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,這樣便可在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)共享運(yùn)行數(shù)據(jù)。
同時(shí),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(jìn)行分段,這樣操作員就能夠在發(fā)生安全事故后盡快啟動(dòng)機(jī)器,恢復(fù)正常運(yùn)行。
成果
Protech 在該機(jī)器中引入了一些極具智慧和創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)特性,而這也得益于羅克韋爾自動(dòng)化基礎(chǔ)架構(gòu)的靈活性。同時(shí),大部分組件都可實(shí)現(xiàn)即插即用,可輕松滑出并替換機(jī)器的整個(gè)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(dòng)化解決方案”,Tom解釋說,“盡管其具備靈活性,但卻非?!腊灞孔尽茈y使用”。羅克韋爾自動(dòng)化設(shè)備的復(fù)雜性恰當(dāng)好處,在需要復(fù)雜的地方復(fù)雜,在需要簡潔的地方又很簡潔。實(shí)際上,在此項(xiàng)目的基礎(chǔ)上并憑借其產(chǎn)品易用性的特點(diǎn),羅克韋爾自動(dòng)化現(xiàn)已成為我們自動(dòng)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(jì)和開發(fā)成本,縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間。
“與其它供應(yīng)商的自動(dòng)化技術(shù)相比,羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品更具‘技術(shù)性價(jià)比’”,Tom總結(jié)說,“因此,對于這款結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)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(dòng)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(huì)有所不同。
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30 | 今日自動(dòng)化 2013年9月
基于CompactLogix的
運(yùn)動(dòng)控制包裝產(chǎn)品解決方案
解決方案
基于羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品的解決方案,其中包括:
• Allen-Bradley CompactLogix L43 可編程自動(dòng)化控制器 (PAC)
• Allen-Bradley PowerFlex 變頻器
• Allen-Bradley Kinetix 2000 伺服驅(qū)動(dòng)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(qiáng)大的即插即用式運(yùn)動(dòng)控制解決方案
• 控制核心可替換,易于維護(hù)
• 僅在所需方面采用復(fù)雜設(shè)計(jì),總體仍以簡潔易用為標(biāo)準(zhǔn)
• 借助EtherNet/IP通信可實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)的訪問
• 借助分段安全解決方案可加快機(jī)器重啟速度
• 旨在提升機(jī)器的產(chǎn)能以實(shí)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(dāng)?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(dú)立提供各種主要服務(wù),包括咨詢、3D設(shè)計(jì)、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(yù),其中包括:傳送帶系統(tǒng)、食品加工機(jī)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(dāng)Protech著手設(shè)計(jì)和開發(fā)全新的 DC2010包裝分選機(jī)時(shí),他們找到了羅克韋爾自動(dòng)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(dòng)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(jī)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(huì)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(gè)環(huán)節(jié)就是生產(chǎn)線末端的成品輸運(yùn)。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(jì)。人工操作方式的問題在于根據(jù)產(chǎn)線速度變化進(jìn)行調(diào)整時(shí)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(jī)器制造商統(tǒng)一采用我們的技術(shù)
King’s Hawaiian 制作的面包風(fēng)味獨(dú)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(zèng)給親朋好友。
為了把企業(yè)做強(qiáng)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(yùn)營也蒸蒸日上。二十世紀(jì)九十年代,King’s Hawaiian 位于加利福尼亞的面包廠進(jìn)行了擴(kuò)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(dòng)化烘焙廠,距離總部不遠(yuǎn)。
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(yùn)轉(zhuǎn),消費(fèi)者的需求已遍及全國。公司還擴(kuò)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(jià)格和其它運(yùn)輸成本使面包廠的預(yù)算不堪重負(fù),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(jì)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(dòng)化工廠,并定于 10 個(gè)月內(nèi)竣工投產(chǎn)。這一時(shí)間計(jì)劃面臨著重重困難,尤其是考慮到項(xiàng)目的復(fù)雜程度。整個(gè)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(jī)器,控制和信息平臺(tái)要求采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)環(huán)境、用戶界面和廠商支持模式。
盡管初始項(xiàng)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(shí)屬不易。我們希望能夠從加利福尼亞遠(yuǎn)程監(jiān)督運(yùn)營過程,確保生產(chǎn)運(yùn)營達(dá)到客戶的期望。”
King’s Hawaiian 還希望能夠擁有先進(jìn)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(gè)企業(yè)的運(yùn)營效率。
Williams 說:“我們公司并沒有做過很多的正式報(bào)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(gè)工廠運(yùn)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(gè)不停攪拌的攪拌機(jī)中,并在此加入液狀原料。攪拌完畢后,面團(tuán)會(huì)傳送到另一個(gè)車間的機(jī)器上,將面團(tuán)制成球狀,然后分別裝入鋁盤制成各種產(chǎn)品。之后,面團(tuán)進(jìn)入另一臺(tái)機(jī)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(jìn)行冷卻,然后送往包裝機(jī)進(jìn)行檢查和裝運(yùn)。