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      釀酒廠的自動化———釀酒廠的自動化
      發(fā)布時間:2020-07-28 新聞來源:瀏覽次數(shù):

      澳大利亞釀酒廠能夠節(jié)約6%的前期成本,Rockwell自動化公司的企業(yè)信息化體系起到了促進(jìn)作用。通過DeviceNet將現(xiàn)場安裝的驅(qū)動連接起來,就不再需要電機控制中心。 

      West End釀酒廠進(jìn)行的自動化改造為工廠帶來了佳的生產(chǎn)靈活性,提高了整個生產(chǎn)過程的效率。 
      南澳大利亞的West End釀酒廠始建于1859年,1888年成為South Australian釀造公司(SAB)的一部分。自那以來,West End釀酒廠一直是SAB的一家主要生產(chǎn)廠,它不斷發(fā)展,實現(xiàn)產(chǎn)品范圍的多樣化,為州內(nèi)和全國銷售提供一系列的啤酒。該釀酒廠為著名的產(chǎn)品包括West End和Southwark品牌。在1993年,SAB收購了澳大利亞大的飲料營運商Lion Nathan(獅王啤酒),West End釀酒廠得以擴展產(chǎn)品范圍,開始了大量代工包裝業(yè)務(wù),特別是在不斷增長的即飲飲料如酒精混合飲料領(lǐng)域內(nèi)。 
      灌裝和包裝階段是飲料生產(chǎn)的一個關(guān)鍵階段。在SAB的West End釀酒廠,灌裝車間內(nèi)置運送線和加工臺,空瓶從底樓的儲藏區(qū)通過傳送線運往一樓的灌瓶室,不管要灌入哪種冷飲,瓶子在灌裝車間里都要先分別經(jīng)過不同的加工臺進(jìn)行清洗、干燥。灌瓶壓蓋之后進(jìn)行巴氏滅菌,之后的貼標(biāo)與包裝有許多不同的選擇。 

      多樣化帶來了挑戰(zhàn) 
      SAB的瓶裝產(chǎn)品正在實現(xiàn)多樣化,給不同產(chǎn)品使用不同包裝線灌裝車間的運轉(zhuǎn)帶來了挑戰(zhàn)。據(jù)SAB West End釀酒廠的電氣工程師Richard Boiwko說,這意味著在兩條線之間中途沒有交叉,一條包裝線上的產(chǎn)品若需要在另一條線上進(jìn)行操作,至少分別要在兩條線上完整地通過一遍。 
      Boiwko說:“我們需要一個更為靈活、更易管理的系統(tǒng)。現(xiàn)在不同的裝瓶流程和產(chǎn)品已增至大約50種,我們需要減少產(chǎn)品轉(zhuǎn)變帶來的影響,提高效率?!?nbsp;
      2001年,該釀造廠開始了灌裝車間的改造,改造會帶來佳的生產(chǎn)靈活性,提高整個生產(chǎn)過程的效率。Boiwko列出的改造目標(biāo),包括構(gòu)建先進(jìn)的自動化和通信系統(tǒng),以存儲不同包裝流程對應(yīng)的多種生產(chǎn)方法并加強故障診斷;包括將固定速度的傳送器升級為可變速傳送器,與控制系統(tǒng)相結(jié)合,自動調(diào)整傳送速度以達(dá)到多件產(chǎn)品堆疊的優(yōu)化,并為產(chǎn)品堆疊提供緩沖;還包括更為靈活的生產(chǎn)線布置,允許產(chǎn)品在多個平臺之間進(jìn)行路線轉(zhuǎn)換。 
      此外,速度的提升也極為關(guān)鍵。每年圣誕、新年期間,釀酒廠停產(chǎn),只有這時才可能完成速度的改造。改造包括機械部分的重新布置、增添傳送器、電氣安裝與試車。 

      交鑰匙的自動化及控制工程 
      Sage自動化公司是一家總部位于Adelaide的自動化方案提供商和Rockwell 自動化的系統(tǒng)集成商。在灌裝車間改造中,這家公司承包了自動化及控制系統(tǒng)交鑰匙工程中的設(shè)計安裝和試車工作,包括整合現(xiàn)有設(shè)備(每臺設(shè)備操縱一個加工臺)和控制115個新的變速傳送器。這些傳送器在加工過程和包裝臺之間運輸包裝瓶,運送速度可高達(dá)700米/分鐘。 
      Rockwell 自動化公司是SAB首選的自動化合作者,Sage自動化公司的控制方案是基于Rockwell 自動化公司的信息可流通的企業(yè)三層通信體系。該體系包含用于監(jiān)控和維護(hù)的以太網(wǎng)通信,有用于提高生產(chǎn)力、增強確定性控制及互鎖的ControlNet(控制網(wǎng))通信;還有處于工廠基礎(chǔ)設(shè)備層的DeviceNet(設(shè)備網(wǎng))現(xiàn)場總線。 
      Sage自動化公司的技術(shù)開發(fā)經(jīng)理James Wakefield說:“正是有了Rockwell自動化公司的三層通信機構(gòu),整個項目才可能實現(xiàn)。使用通信網(wǎng)絡(luò)代替硬連線,繼續(xù)使用的老設(shè)備才能更緊密地結(jié)合到整個控制結(jié)構(gòu)中去,以實現(xiàn)更大程度的集中智能。” 
      SAB控制與通信系統(tǒng)包括一個Allen-Brad-ley ControlLogix處理器,通過以太網(wǎng)聯(lián)接到監(jiān)控的人機界面(HMI),通過確定的ControlNet聯(lián)接到遠(yuǎn)處的ControlLogix機架。兩個ControlLogix機架都支持DeviceNet與數(shù)據(jù)高速路Plus (DH+)的通信。 
      工廠中繼續(xù)使用的系統(tǒng)主要有基于Allen-Bradley SLC 5/04可編程控制器對現(xiàn)有設(shè)備,比如卸垛機、清洗機、打標(biāo)機、單一化器和分配器進(jìn)行管理。這些設(shè)備通過允許智能控制和過渡程序的DH+網(wǎng)絡(luò)以及Ethernet和ControlLogix集成為新系統(tǒng)的一部分。 
      傳送系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備通過DeviceNet現(xiàn)場總線實現(xiàn)一體化。其中包括115個分布在現(xiàn)場的交流可變速驅(qū)動、162個Allen-Bradley接近感應(yīng)器,以及32個原有的安裝在配電盤上的驅(qū)動、30個光電感應(yīng)器、Flex輸入/輸出和指示燈串——總共有330個節(jié)點,由8個DeviceNet掃瞄器予以支持。 

      West End釀酒廠的灌裝車間內(nèi)有運送線和加工包裝臺。 
      監(jiān)視維護(hù)層也使用以太網(wǎng)通信,這一層以配備Rockwell Software RSLinx軟件的SCADA主站作為輸入/輸出服務(wù)器,還有一個二級編程終端,用于在線編程與診斷。以太網(wǎng)還用于連接原有的熱收縮包裝機并向其傳送信息。該包裝機近已經(jīng)由Sage公司進(jìn)行升級,使用單獨的基于ControlLogixR的系統(tǒng)進(jìn)行控制,該系統(tǒng)集成了運動控制。 
      Wakefield說:“這是一種現(xiàn)代的控制系統(tǒng),設(shè)計與灌裝車間的柔性機械裝置相匹配。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的配置十分容易,這意味著我們能夠?qū)⒆⒁饬性趯^程本身的調(diào)試,而不是忙著對控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試?!?nbsp;

      結(jié)果 
      Boiwko對于改造的成功十分興奮,他解釋說由于提高了靈活性,效率不斷增加,顯著提升了總體產(chǎn)量。工廠總體產(chǎn)量的提高是基于幾個因素,比如增加了產(chǎn)品通過灌裝車間路徑的靈活性,這是對于50多種產(chǎn)品路線與設(shè)置進(jìn)行管理,加上新的傳送器布置共同帶來的成果。其他因素包括沿傳送帶配有感應(yīng)器,并且能夠利用DeviceNet集成驅(qū)動自動調(diào)整傳送器速度從而減少物品堆積,DeviceNet還提供了先進(jìn)的診斷和報警手 
      段,能夠即時糾錯。 Wakefield說,使用DeviceNet現(xiàn)場總線系統(tǒng)本身就能大大節(jié)約裝置成本?!把刂總€傳送裝置都有DeviceNet電纜,我們能夠在所有需要傳感器的地方都插入一個傳輸接入點。智能通信增加的優(yōu)勢,促進(jìn)了試運行和在線診斷,總共節(jié)約了6%的裝置成本。” Boiwko補充說,使用DeviceNet上現(xiàn)場安裝的交流驅(qū)動,就不再需要電機控制的屏蔽電纜。他說:“這很容易就為我們又省下了5萬美元?!?


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