【中國傳動(dòng)網(wǎng) 技術(shù)前沿】 在巴西新建的一個(gè)制造工廠中，通過將自動(dòng)化硬件和軟件集成在一起，增加了可視性和靈活性?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)、變頻器和人機(jī)界面(HMI)軟件，在運(yùn)行和遠(yuǎn)程診斷功能方面可以為新工廠提供幫助，并可能將潛在的停機(jī)時(shí)間從數(shù)天減少到數(shù)小時(shí)。該項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)方法，使工廠能夠快速啟動(dòng)，這樣公司就能幫助汽車供應(yīng)商去滿足最新的安全氣囊要求。

圖1:羅克韋爾自動(dòng)化的FactoryTalk歷史庫和VantagePoint企業(yè)制造智能(EMI)軟件，為MCFP公司提供了實(shí)現(xiàn)智能制造的機(jī)會(huì)

美國、日本和歐洲大部分地區(qū)的消費(fèi)者都認(rèn)為新車必須配置安全氣囊。從20世紀(jì)90年代開始，很多發(fā)達(dá)國家的汽車已經(jīng)普遍配置了安全裝置。到本世紀(jì)初，這種安全配置要么是法律要求，要么被認(rèn)為是汽車制造商為實(shí)現(xiàn)預(yù)期的安全等級(jí)、在車輛上必須配置的組成部分。

然而，對(duì)于很多發(fā)展中國家和新興國家來說，安全氣囊仍然不是必需的，或者并沒有普遍配置。巴西在2014年生效了一項(xiàng)新法律，要求在該國銷售的所有新車必須安裝安全氣囊和其它安全技術(shù)。

作為全球第七大汽車市場，巴西在安全氣囊方面的最新要求，增加了市場對(duì)于安全氣囊和相關(guān)原材料的需求。三菱化學(xué)高性能聚合物公司(MCPP)是一家專門從事高分子設(shè)計(jì)和復(fù)合生產(chǎn)設(shè)施的企業(yè)。增加的市場需求成為MCPP公司在巴西新建生產(chǎn)基地的推動(dòng)力。新基地將主要供應(yīng)汽車市場，為安全氣囊制造商提供安全關(guān)鍵氣囊蓋的樹脂。

在擴(kuò)展到巴西之前，MCPP公司已在世界上的16個(gè)國家開展業(yè)務(wù)，為燃料管理、室內(nèi)、室外、布線和其它汽車應(yīng)用，提供定制的汽車解決方案，在這些領(lǐng)域它們擁有超過30年的經(jīng)驗(yàn)。

質(zhì)量是首要任務(wù)

MCPP公司選擇圣保羅北部的一個(gè)工業(yè)區(qū)，作為其在巴西的新生產(chǎn)設(shè)施的基地。該公司希望能夠盡快投入生產(chǎn)，以幫助當(dāng)?shù)仄嚬?yīng)商來滿足安全氣囊的要求。

MCPP公司的廠長LeeWilson說:“我們希望在安全氣囊的新規(guī)開始實(shí)施之時(shí)，能夠開始生產(chǎn)。漫長的雨季使我們的現(xiàn)場工作進(jìn)度有點(diǎn)滯后。這個(gè)時(shí)候，尋找有效地啟動(dòng)這個(gè)新工廠的方法愈發(fā)變得重要。”

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能耗一目了然;

減少停機(jī)時(shí)間，降低維護(hù)成本;

無縫數(shù)據(jù)采集與分析;

對(duì)于生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，新工廠需要安裝一套饋線和擠出系統(tǒng)，按照最大生產(chǎn)能力，每年可生產(chǎn)多達(dá)1000萬磅的樹脂。wilson和他的團(tuán)隊(duì)希望巴西工廠在生產(chǎn)速度和質(zhì)量管理方面，能夠?qū)W習(xí)其它地區(qū)MCPP公司的經(jīng)驗(yàn)。

“質(zhì)量是我們的首要任務(wù)，”Wilson說，“我們需要確保利用擠出機(jī)的進(jìn)料系統(tǒng)，能夠維持公差，并實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)呐浔?，將各種成分均勻的混合在擠出機(jī)內(nèi)。另外，從美學(xué)上來講，我們需要能夠保持產(chǎn)品外觀的一致，因?yàn)椴牧鲜菑?fù)合的、顆粒狀的?！?/p>

圖2：擁有擠出系統(tǒng)的電氣和控制基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)合控制中心，包括羅克韋爾自動(dòng)化的CompactLoglxPLc、powerFlex755變頻器和固態(tài)繼電器

“將控制和信息系統(tǒng)集成在一起，對(duì)于幫助新工廠的員工優(yōu)化質(zhì)量管理和確定生產(chǎn)問題至關(guān)重要?！?/p>

遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)對(duì)于幫助操作員監(jiān)控質(zhì)量,并在發(fā)生潛在生產(chǎn)問題時(shí)迅速采取行動(dòng)來說至關(guān)重要。這將使美國的MCPP公司員工和其它外部專家，能及時(shí)對(duì)技術(shù)難題進(jìn)行故障診斷，并彌補(bǔ)巴西當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持不足的現(xiàn)狀。

基于信息的系統(tǒng)

在系統(tǒng)集成方面，MCPP公司選擇了位于美國印第安納州的ApexEngineering公司及其子公司ApexControlSpecialists(一家被羅克韋爾自動(dòng)化公司認(rèn)可的系統(tǒng)集成商),來負(fù)責(zé)巴西新廠生產(chǎn)設(shè)施擠出系統(tǒng)的開發(fā)。

圖3：模塊化的集成方法，有助于工人優(yōu)化質(zhì)量管理和確定生產(chǎn)管理

Apex公司提出了一種基于模塊化擠出系統(tǒng)的解決方案。物料處理系統(tǒng)接收原材料，包括各種橡膠、油、熱穩(wěn)定劑、沖擊修飾物和顏料。這些材料通過一個(gè)進(jìn)料斗分配到擠出系統(tǒng)，在那里進(jìn)行加熱和混合。然后，它們被送往一個(gè)水下造粒系統(tǒng)，生產(chǎn)最終的珠狀產(chǎn)品，包裝成大袋和盒子，再配送給安全氣囊制造商。

復(fù)合控制中心設(shè)有擠出系統(tǒng)的電氣和控制基礎(chǔ)設(shè)施，包括PLC、交流驅(qū)動(dòng)器和固態(tài)繼電器。獨(dú)立的控制中心配置了系統(tǒng)實(shí)用程序和信息服務(wù)器。

基于海量信息的系統(tǒng)，使工人和外部專家能夠及時(shí)查看到關(guān)鍵的制造智能、溫度、進(jìn)給速率壓力和饋線馬達(dá)速度等信息。歷史數(shù)據(jù)庫軟件，可以收集整個(gè)生產(chǎn)流程中數(shù)以千計(jì)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，而HMI軟件和企業(yè)制造智能(EMI)軟件，使工人能夠管理配方，監(jiān)測過程，并識(shí)別和解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。

EtherNet/IP通信協(xié)議使整個(gè)工廠和外部專家能夠遠(yuǎn)程訪問、共享信息。同時(shí)，也減少了工廠內(nèi)部的布線量。

模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

擠出系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，幫助MCPP公司加快了新廠設(shè)施的建設(shè)。在巴西工廠的建設(shè)過程中，Apex公司也在美國印第安納州同時(shí)設(shè)計(jì)和開發(fā)系統(tǒng)。在整個(gè)過程中，MCPP公司和它的團(tuán)隊(duì)，每周都與Apex公司的工程師進(jìn)行交流。一旦擠出系統(tǒng)施工完成并投入使用，他們就在現(xiàn)場與Apex人員一起進(jìn)行為期一周的測試。

“我們仔細(xì)檢查了所有的設(shè)備，”Wilson說，“能親眼看到設(shè)備的運(yùn)行和測試是很棒的一種體驗(yàn)。我們只做了很小的改變，能夠在將設(shè)備運(yùn)送到巴西之前做到這一步非常棒。它幫助我們避免了生產(chǎn)延誤，也省去了長途跋涉的時(shí)間和成本?！?/p>

設(shè)備一抵達(dá)巴西，現(xiàn)場承包商就可以輕松地組裝系統(tǒng)。例如，將系統(tǒng)電源和電氣組件安裝在連接器上。工人只需要從電纜托盤拉出電纜和插頭。該系統(tǒng)的機(jī)械部件附帶圖紙，以及簡單易用的使用說明，可以輕松的安裝系統(tǒng)。

在新建的工廠中，安裝這個(gè)系統(tǒng)只需要大概1個(gè)月。這可為MCPP公司節(jié)省多達(dá)4個(gè)月的部署時(shí)間，使公司在工廠建設(shè)完畢時(shí)，就可以完成擠出系統(tǒng)的安裝。該設(shè)施的集成控制和信息，對(duì)幫助工人優(yōu)化質(zhì)量管理和確定生產(chǎn)問題至關(guān)重要。

“運(yùn)行人員可以看到屏幕上的趨勢(shì)信息，以確保所有的設(shè)備和饋線都各司其職。”Wilson說，“在其最小或最大設(shè)定值之外運(yùn)行的任何進(jìn)程，都會(huì)在屏幕上生成警報(bào)，以便運(yùn)行人員能夠快速解決此問題?！盡CPP公司和Apex的團(tuán)隊(duì)成員，可以遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)，以監(jiān)視系統(tǒng)并幫助工作人員，而無需親臨現(xiàn)場。這在系統(tǒng)建立以及開始運(yùn)轉(zhuǎn)的早期非常有幫助，因?yàn)槟菚r(shí)獲得當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持的機(jī)會(huì)有限。

“我可以從辦公室里查看任何數(shù)據(jù)點(diǎn)?！盬ilson說:“例如，當(dāng)他們無法獲得正確的進(jìn)料速度，或進(jìn)料系統(tǒng)的機(jī)械部件出現(xiàn)問題時(shí)，我們可以及時(shí)查看警報(bào)，并幫助他們?cè)\斷問題?？梢钥隙ǖ卣f，遠(yuǎn)程支持幫助我們將一些早期停機(jī)事故從幾天縮短到幾小時(shí)?！?/p>