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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。
