单一平台控制整个系统

作者:Peter Schoch 文章来源:MM《现代制造》 点击数:356 发布时间:2018-09-06
食品生产者采用一个PLC平台控制整个系统,因此其服务的所有应用平台软件可以共享这一平台中包含的各种软件包、用户角色、权限项、消息和协议。
单一平台控制整个系统

GEA是食品行业领先的技术供应商,他们的技术业务领域占公司收入的70%,公司在50多个国家拥有约17 000名员工,主要致力于食品加工设备的设计,特别是乳品行业。GEA西班牙公司的自动化工程师Alejandro Nectali解释说:“我们提供从流程设计、开发到工程、技术以及运输、安装和设备调试的整套服务。”

在Vreugdenhil Dairy Foods的奶粉厂每h可生产8t奶粉,每天处理160万l原奶
在Vreugdenhil Dairy Foods的奶粉厂每h可生产8t奶粉,每天处理160万l原奶

设计连续运行的设备

该公司专门设计需要24 h(24/7)连续运行的设备。“通过这种方式,生产商可以充分利用自己的产能。”Nectali说道,“事实上我们的设计旨在满足每个客户的特殊需求,同时符合乳品行业普遍适用的标准,此外在原则上使用最新技术对于我们来说十分重要。”

总部位于荷兰Nijkerk的Vreugdenhil Dairy Foods也是公司的客户,这家企业有三个生产厂,1954年进入市场,现在是欧洲最大的奶粉生产商,该公司为全球食品行业和数百万消费者生产奶粉。有900名荷兰农民在为这三个工厂提供原料产品。

GEA的荷兰子公司受委托为Vreugdenhil Dairy Foods在荷兰Gorinchem设计13 000 m2的奶粉厂,这是一个前所未有的挑战。

这需要多个处理过程的组合:将原料奶分离为脱脂奶和奶油、蒸发、喷雾干燥以及奶粉处理和包装。鉴于这一巨大挑战,这家荷兰GEA子公司将目光转向GEA在其他国家的子公司,准备将这家国际公司分散的技术汇集起来。

协调促成了该项目的成功

从这个意义上说,荷兰GEA承担了整个项目的管理,组建了奶粉加工工程团队,西班牙GEA负责自动化技术,法国GEA负责蒸发技术,丹麦GEA负责干燥技术,新西兰GEA完成粉末处理,德国GEA完成分离技术,这一项目因此也成为国际化和多学科化的。而项目的成败取决于如何协调来自不同国家、不同社会的不同工作小组,不过这里有个共同的基础:即控制系统和自动化技术,该部分由西班牙GEA团队负责和监督。

“我们面临的挑战是为整个系统寻求一个单一的解决方案,包括硬件、软件和从材料接收到包装的所有生产领域的控制系统。”Nectali说,“我们决定采用基于Rockwell Automation产品和集成架构平台解决方案的共同平台问题,因为这一解决方案已在Vreugdenhil Dairy Foods的另一家工厂中得到验证。” 这家乳制品企业的项目工程师 Hans van der Heijden证实了这点:“我们现有工厂已经使用了17个Allen-Bradley的PLC-5控制器(25E、40E和80E)和80个Rockwell Automation的SLC控制器5/0 4,我们的工程师很熟悉编程环境,有些技术人员甚至在Rockwell Automation进行了培训,以便加深他们的知识。”

图1 从现场设备到报告系统,所有元素都通过以太网/ IP连接,通信和数据流被大大简化
图2 从现场设备到报告系统,所有元素都通过以太网/ IP连接,通信和数据流被大大简化

凭借在过去实践中取得的经验和获得的知识以及与Rockwell Automation的权威合作,通过西班牙和荷兰公司对全球项目的支持,GEA成功实施了这一项目。

Van der Heijden解释说:“这两家子公司为确定架构的首要概念提供了很大帮助,我们在整个实施过程中得到了大力支持。”经过第一次测试,GEA完成了Rockwell Automation的解决方案,从现场设备到报告系统,所有元件都通过以太网/ IP连接,通信和数据流被大大简化。

集成Allen Bradley的Powerflex变频器和E300电子过载继电器简化了电机配置和诊断,Allen Bradley的Flex-I / O负责信号分配,所有现场元素都通过Stratix-5700和1783-Etap-Switches与可编程的Control-logix自动化控制器(PAC)和Allen Bradley的Panelview-Plus-6图形终端以及不同系统的PC进行连接。

基于以太网/ IP的连接

控制系统软件通过使用两台物理服务器的VM-Ware虚拟基础架构实施,为此采用的Factorytalk软件是一个面向服务的应用平台,其服务的所有应用平台软件可以共享这一平台包含的各种软件包、用户角色和权限项、消息以及协议。Scada监控和控制通过Factorytalk View SE完成,Factorytalk Transaction Manager和Factorytalk Historian具有数据采集和历史记录的功能。

通过Factorytalk Vantagepoint和Factorytalk Assetcentre的资产管理,包括版本检查、审计和丢失恢复,可以覆盖所有的报告内容,Van der Heijden认为“企业可以借助这些工具在自己的仪器中设置参数,这样可以明显地简化管理工作。”

图2 系统被设计为全天候连续运行
图1 系统被设计为全天候连续运行

凭借GEA工程师的设计和Rockwell Automation的系统,Vreugdenhil Dairy Foods新建的奶粉厂每小时可生产8 t奶粉,每天可处理160万升原奶,这些参数完全可以扩展,这是与Rockwell Automation合作的重要优势之一。“由于Rockwell Automation针对整体设备只需要使用一个平台,各种生产过程可以同时运行,所有元素都可以很容易地相互连接,集成完全没有问题。如果添加新的组件,系统会立即识别它,使用Rockwell Automation的单一解决方案使得工作更方便。”Nectali补充道。

客户也注意到了这点,“当我们结束项目离开工厂时,客户可以直接与Rockwell Automation的专家联系,不论是员工培训、咨询问题还是排除故障,都可以得到解决。这对客户来说是一个优势,因为制造商可以提供现场支持,并且可以将其纳入自己的团队。未来的改变不需要依靠集成设备商,对我们而言优势在于,项目结束后我们可以将工厂的维护交给当地GEA客户服务部门的同事。” Nectali继续说道。

借助Rockwell Automation的软件Vreugdenhil Dairy Foods的操作人员可以通过Microsoft Excel等常用软件创建自己的个性化定制生产报告,通过智能手机或平板电脑等移动终端上的网络浏览器就可以查看这些报告。

此外,整个系统采用单一控制的解决方案有助于优化资源的使用、降低运行成本并减少备件库存,生产和维护人员的培训也得以简化。Rockwell Automation的控制系统包含多学科控制,可用于工厂的多个区域,并通过基于以太网的单个通信网络进行连接,为工厂的各个领域和部门提供实时信息。

报告可以在移动终端上显示

另一个优点是可以与Vreugdenhil Dairy Foods附近的其他生产厂直接连接,“通信更加简单,也更兼容,因为它通过标准通信协议和数据网络完成。”Nectali说道,“在这个项目范围内采用Rockwell Automation技术完成的开发工作加强了我们在未来项目中与全球自动化和控制技术供应商的联系。事实上我们确实将在此次合作中获得的知识和经验用在了新的小型项目中,比如目前正在墨西哥、波多黎各、西班牙和法国实施的项目,它们完全基于Rockwell Automation的技术。”Nectali继续说道。Van der Heijden不仅对Rockwell Automation的满意,而且也对GEA在实施过程中的工作表示满意。