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應(yīng)用于索普公園過山車的
GuardLogix PAC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 GuardLogix可編程自動化控制器(PAC)
• Allen-Bradley CompactBlock I/O
• Allen-Bradley PanelView
• EtherNet/IP 和 DeviceNet
成果
• 安裝更加方便快捷
• 使用方便
• 故障查找更加簡單
• 三十萬次循環(huán)運行無硬件故障
• 符合健康及安全規(guī)定
背景
“電鋸驚魂過山車”很適時地開放于2009年3月13日，星期五。該設(shè)施至今已為索普公園創(chuàng)造了1350萬英鎊的收益?！半婁忬@魂過山車”可以從100英尺的驚人高度俯沖而下，其角度超過垂直下降達(dá)到100°。新過山車以大受歡迎的暴力血腥題材恐怖電影《電鋸驚魂》系列為主題，配有各式各樣令人毛骨悚然的音效和畫面，真實再現(xiàn)了電影中的驚險恐怖情節(jié)。
“電鋸驚魂過山車”的乘客會從令人眩暈的高度向著恐怖電鋸直沖而下。此外，過山車在100秒的時間內(nèi)可以先后6次達(dá)到4.0G 到 4.7G的重力加速度；這將為乘客提供比航天飛機發(fā)射還要刺激的重力體驗。
過山車在提供驚險刺激體驗的同時，必須兼顧乘客的安全，這一點尤為重要！為此，設(shè)計者為其配備了最先進(jìn)的自動化和安全架構(gòu)，并由羅克韋爾自動化的Allen-Bradley GuardLogix PAC牢牢把控整個架構(gòu)的相關(guān)功能。
面臨的挑戰(zhàn)
為吸引更多的游客，主題公園的設(shè)計者們不得不絞盡腦汁。最成功的方法之一是打造出備受矚目的主題游樂設(shè)施和景點，來迎合不斷尋求驚險刺激的冒險迷們。就此而言，“電鋸驚魂過山車”無疑是成功的。
大多數(shù)人并不了解其背后的運作方式。當(dāng)今驚險刺激的過山車通常都是自動化與安全協(xié)調(diào)兼顧的經(jīng)典案例；其中采用的控制架構(gòu)要比工業(yè)環(huán)境中常見的控制架構(gòu)更先進(jìn)。
索普公園的過山車同樣采用了最先進(jìn)的自動化系統(tǒng)。在每一天、每一次過山車體驗中，索普公園對游客如同工業(yè)公司對其員工一樣，均負(fù)有安全責(zé)任。
很多情況下(包括索普公園中的其它過山車)，過山車的自動化和安全架構(gòu)是由兩個獨立的控制系統(tǒng)控制的，每個控制系統(tǒng)中均包含分散的硬件和信號回路。這種雙系統(tǒng)解決方案確實能夠提供所需的性能，但同時也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試和運行都需要耗費大量的時間和精力。
鑒于以上原因，以及Allen-Bradley GuardLogix PAC的先進(jìn)功能，索普公園選擇引進(jìn)此系統(tǒng)來把控“電鋸驚魂過山車”的控制及安全 – 在單一網(wǎng)絡(luò)中借助通用軟硬件實現(xiàn)了所有功能。
解決方案
“索普公園共有四套過山車：電鋸驚魂過山車、隱形、巨像和復(fù)仇女神地獄，均采用Allen-Bradley的硬件，因此我們對 RSLogix及其操作模式非常熟悉，”索普公園的電氣工程經(jīng)理 Steve Wilson解釋說?！氨M管很少修改控制器程序，但我們必須進(jìn)行故障排查并獲取統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為此，我們需要一款易于理解的解決方案。”
Allen-Bradley GuardLogix可編程自動化控制器(PAC)替代了通常所采用的雙PLC解決方案。其單一架構(gòu)不僅能簡化硬件的安裝、維護和集成，而且安全、維護和控制方面均可使用相同的軟件和編程方式。此外，由于無需在兩個PAC之間建立獨立通
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現(xiàn) 場
應(yīng) 用
信鏈接，因此訪問操作更輕松。
PAC與Allen-Bradley CompactBlock I/O之間通過DeviceNet 進(jìn)行交互，而與第三方驅(qū)動器的交互則通過 EtherNet/IP 實現(xiàn)。Allen-Bradley PanelView HMI可為工程人員提供解決方案的整體概況，在定期檢查中，工程人員可以精確直觀地獲得過山車的當(dāng)前狀態(tài)以及運行參數(shù)。
成果
索普公園電氣工程師Mike Astles解釋說：“截至2010年底，該過山車的成功運行次數(shù)將超過30萬，并且從未發(fā)生過任何硬件故障。我在索普公園負(fù)責(zé)過山車的現(xiàn)場培訓(xùn)工作，接受培訓(xùn)的工程師見識過各式各樣的控制架構(gòu)，但還是有很多人不禁贊嘆羅克韋爾自動化的自動化解決方案操作竟然如此簡便。這是我們首次安裝Allen Bradley單PAC系統(tǒng)，我們都迫不及待地想要了解該系統(tǒng)究竟還有哪些潛力?！?br />
Wilson補充說：“索普公園一直致力于滿足客戶的娛樂體驗以及過山車的可用性，因此，高可靠性以及輕松的故障排查都至關(guān)重要。從簡單的傳感器和開關(guān)到500多個安全I(xiàn)/O，我們可以通過Allen-Bradley PanelView顯示屏對系統(tǒng)中每一個元件進(jìn)行監(jiān)視和標(biāo)記，清晰掌握所有元件的工作情況?！?br />
索普公園由羅克韋爾自動化分銷商Routeco負(fù)責(zé)?！癛outeco的Jonathan Bye為我們提供的服務(wù)無人能比，”Wilson總結(jié)道?！奔词刮覀冊谄洳槐愕臅r候打電話給他，他也總是會放下手里的事情先解決我們的問題。這可能是我們第一次安裝Allen-Bradley單PAC系統(tǒng)，但我想絕不會是最后一次?！?br />
其它信息
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以上僅說明索普公園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。
“索普公園一直致力于滿足客戶的娛樂體驗以及過山車的可用性，因此，高可靠性以及輕松的故障排查都至關(guān)重要。
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GuardLogix在輪胎行業(yè)的應(yīng)用
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：
• MAXX系列全自動裁斷機和成型機
• 物料自動裝卸系統(tǒng)，如自動卸胎
• 用于精確定位成型鼓、裁斷裝置和傳送帶的22臺伺服驅(qū)動器
• 用于控制胎面膠張力的驅(qū)動器
• 用于實現(xiàn)安全和運動控制的Allen-Bradley GuardLogix 控制器
結(jié)果
• 將每個輪胎的成型階段制造從50至60 秒縮短到38秒
• 使得OEE達(dá)到80%以上成為可能
• 自動化操作可省略了一部分人工操作
• 冠帶纏繞速度從 6m/s 提升到 8m/s
• 在單次連續(xù)運動中即可完成內(nèi)襯層胎側(cè)預(yù)貼合組件與胎體簾布的貼合
• 生產(chǎn)率、安全性和人體工學(xué)并重
• 漢堡“輪胎技術(shù) 2009”商展會期間獲得“創(chuàng)新和卓越獎”
• MAXX 鞏固了 VMI 的市場領(lǐng)先地位
背景
速度、質(zhì)量和安全是生產(chǎn)汽車輪胎的要義所在。因此，VMI Holland在2009 年推出了新的專用機床產(chǎn)品線MAXX，該產(chǎn)品線能夠幫助輪胎制造企業(yè)大幅提升投資回報率。MAXX受到了熱烈的歡迎：在德國漢堡“輪胎技術(shù)2009”商展會期間，VMI Holland被授予“創(chuàng)新和卓
越獎”。
位于Epe的VMI Holland的研發(fā)經(jīng)理 Jan Grashuis 及其團隊共花了兩年時間將原始概念轉(zhuǎn)化為 MAXX 工程樣機。“我們希望通過實施新型機電一體化機器概念來使質(zhì)量更上一層樓。”Grashuis解釋道，“我們的目標(biāo)是同時在盡可能多的領(lǐng)域內(nèi)獲得最大程度的改進(jìn)。你甚至可以理解為，我們又重新進(jìn)行了一遍基礎(chǔ)工程設(shè)計。我們也花了很長時間深入思考新MAXX機器產(chǎn)品線背后的基本原理。設(shè)計這一新機器概念的同時，我們吸收了VMI在過去十年間積累起來的所有實踐經(jīng)驗。因此，我們現(xiàn)在得以提供
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現(xiàn) 場
應(yīng) 用
一種集質(zhì)量、人體工學(xué)、易用性、速度、安全和生產(chǎn)率于一體的機器，這些成就，一定程度上歸功于羅克韋爾自
動化?！?br />
面臨的挑戰(zhàn)
輪胎成型機(TBM)是汽車輪胎生產(chǎn)過程中最重要的元素之一。輪胎成型機用于將一系列膠部件，如胎面、胎側(cè)內(nèi)襯層等，通過導(dǎo)開、裁斷、貼合等工藝制成生胎。
各膠部件從(工字輪等)料卷架上導(dǎo)開，依次在鼓上貼合各層膠部件。在本階段中，材料的供給精度、長度以及定位非常重要。這些可變因素由TBM中的攝像機監(jiān)視。Grashuis解釋道：“生產(chǎn)汽車輪胎的一個重要方面是加工每個輪胎所花的時間。這個時間應(yīng)盡可能短。不久之前，TBM加工每個輪胎需要50至60 秒。而新型MAXX TBM則可在短短38秒內(nèi)完成此過程。
客戶可實現(xiàn)高達(dá)80%的OEE(設(shè)備綜合效率)，能否達(dá)到此效率在一定程度上取決于客戶的料卷尺寸及尺寸變更次數(shù)等可變因素。更短的周期時間加上更高的OEE即意味著更大的輸出量。MAXX機器完全無需手動操作，操作員的主要任務(wù)是裝載材料軸。許多重要參數(shù)實施配方控制，因此準(zhǔn)確性和重復(fù)性極佳。
解決方案
通過伺服控制系統(tǒng)，鼓在軌道上實現(xiàn)了直線運動，在縮短周期時間上發(fā)揮著極大作用。憑借直線伺服技術(shù)，這一過程變得更加快速、更加精準(zhǔn)。
VMI使用22個伺服軸控制MAXX TBM中所有不同運動。帶有集成運動控制模塊的Allen-Bradley ControlLogix控制器與Allen-Bradley Kinetix伺服驅(qū)動器共同控制所有不同單元的同步運動過程。冠帶纏繞工藝階段，加快過程速度同樣非常重要，輪胎制造商希望冠帶條貼合時也要對張力實現(xiàn)可控。
取得的成果
由于速度的提高，對控制器的要求也日益嚴(yán)格。事實證明，采用羅克韋爾自動化技術(shù)的冠帶條張力控制是極佳的解決方案。最終帶來了雙倍的運轉(zhuǎn)速度。最初運轉(zhuǎn)速度為4m/s，后來提升至6m/s，而新型機器則達(dá)到了8m/s的
速度。
伺服技術(shù)的應(yīng)用同樣使貼合或拼接過程更加精準(zhǔn)、更加快速。過去，操作員需要在此步驟中手動操作某些元件。
速度的提升同樣適用于預(yù)復(fù)合件和胎體層的應(yīng)用。在MAXX中，這些操作在單個運動中執(zhí)行，部件逐個連續(xù)快速貼合。另一個由手動操作改為機器人操作的過程是將三角膠裝載到機器中以及成品生胎的自動卸胎搬運。這些改動也有利于節(jié)省時間，并且有助于改善員工的工作環(huán)境。
安全
為了最大程度地降低操作員被卷入機器運動部位的可能性，我們對設(shè)備整體實施了功能性風(fēng)險評估，風(fēng)險評估的結(jié)果表明，參照安全標(biāo)準(zhǔn)EN ISO 13849-1，設(shè)備安全性性能等級需要達(dá)到PLe級別，根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，設(shè)備安裝了一系列相應(yīng)的安全設(shè)備。
在員工可能接近機器移動部位范圍內(nèi)的情形下，采用各種光幕、門開關(guān)和激光掃描儀進(jìn)行預(yù)防。這些安全設(shè)備與羅克韋爾自動化的安全遠(yuǎn)程I/O-1791 DS/ES CompactBlock Guard I/O模塊相連。這些I/O模塊再通過網(wǎng)絡(luò)與 GuardLogix控制器進(jìn)行通信，這款控制器是利用單個控制器同時監(jiān)控安全功能與“常規(guī)”運動控制功能的安全 PAC。
其它信息
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以上僅說明VMI Holland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。其他客戶取得的成果可能會有所不同。
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