基于羅克韋爾自動(dòng)化 GuardLogix 的創(chuàng)新集成安全控制系統(tǒng)，幫助 Amcor 公司新南威爾士飲料罐制造工廠實(shí)現(xiàn)快捷的安全升級(jí)，同時(shí)簡(jiǎn)化操作并優(yōu)化效率。
解決方案
引入的集成安全控制系統(tǒng)包括：
• 12 個(gè) GuardLogix 控制器
• 符合 4 類安全的 DeviceNet 安全通信
• DeviceNet 上的分布式 I/O
• Allen-Bradley InView 消息顯示屏
• EtherNet/IP 連接
取得的成果
羅克韋爾自動(dòng)化集成安全控制解決
方案提供：
• 高級(jí)診斷和故障處理功能
• 使用常見的標(biāo)準(zhǔn)控制方法對(duì)安全控制系統(tǒng)進(jìn)行編程和管理
• 更快的安裝和調(diào)試
• 簡(jiǎn)化/并行的系統(tǒng)組態(tài)和故障處理
• 輕松的系統(tǒng)擴(kuò)展
• 更短的停機(jī)時(shí)間
• 更多的安全功能和更高的運(yùn)行效率
• 工廠重新運(yùn)行更加迅速
每天生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)單位產(chǎn)品的高產(chǎn)量制造過程通常依靠先進(jìn)的過程設(shè)備和控制系統(tǒng)來(lái)確保不間斷生產(chǎn)。在這種高產(chǎn)量的制造應(yīng)用中，生產(chǎn)中斷造成的結(jié)果會(huì)非常嚴(yán)重。特別是由于安全系統(tǒng)故障所致的緊急中斷和停機(jī)而造成的意外停機(jī)，可以在幾分鐘內(nèi)影響公司的最終收益。
作為一家在高產(chǎn)量制造方面領(lǐng)先的公司，全球包裝巨頭 Amcor 公司使用各種塑料、紙板、玻璃和金屬提供一系列創(chuàng)新的包裝解決方案。
Amcor 公司在澳大利亞經(jīng)營(yíng)的業(yè)務(wù)中，鋁制飲料罐的制造占有很大比例。其位于新南威爾士里夫斯比的制造工廠經(jīng)過裝備每天可生產(chǎn)近 250萬(wàn)個(gè)鋁罐，是該公司全球包裝網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。
作為公司對(duì)安全方面持續(xù)承諾的一部分，Amcor 最近著手對(duì)里夫斯比工廠進(jìn)行安全升級(jí)。這次升級(jí)包括向 Allen-Bradley® 控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換以及對(duì)工廠原有安全控制系統(tǒng)架構(gòu)的重新設(shè)計(jì)和更換。
由于升級(jí)需要在不影響生產(chǎn)的情況下進(jìn)行，Amcor 公司邀請(qǐng)了本地系統(tǒng)集成商 IGR Consulting 公司的工程專家來(lái)實(shí)現(xiàn)快捷的安全控制解決方案。
Amcor 公司的鋁罐
Amcor 公司的里夫斯比工廠采用“沖拔和薄壁拉伸”(DWI) 過程制造鋁制飲料罐。這種生產(chǎn)方法包括使鋁板形成淺杯，然后延展或拉伸杯壁使其形成開口罐。通過結(jié)合使用快速運(yùn)轉(zhuǎn)的精密機(jī)器與高端的控制系統(tǒng)，可以連續(xù)制造大量產(chǎn)品。
卷起的鋁板被送入壓力機(jī)，在壓力機(jī)中切割成圓形板并利用“壓制和拉伸”模具及“拉角”使它們形成淺杯。這些淺杯會(huì)送往工廠 12 臺(tái)鋁罐制罐機(jī)的其中一處，在那里罐成型機(jī)械沖頭會(huì)強(qiáng)制各個(gè)淺杯通過一系列圓形沖模。此過程將拉長(zhǎng)淺杯壁并將圓頂形鋁板壓入淺杯的一端，從而形成開口罐。制罐機(jī)沖頭來(lái)回高速移動(dòng)，每分鐘最多可形成 250 個(gè)罐體。每次罐成型沖頭縮回時(shí)，罐體將從沖頭頭部滑落并送往斗式升降機(jī)，該升降機(jī)會(huì)將罐體運(yùn)送到修邊機(jī)。
修邊機(jī)的滾式刀具將罐壁修整為預(yù)定的高度，并使其邊緣平滑。另一臺(tái)設(shè)備將卷起剛剛切割的邊緣，以形成適合安裝蓋子或者進(jìn)行密封的凸緣。隨后，對(duì)這些鋁罐進(jìn)行沖洗、蝕刻、涂色、包裝，然后運(yùn)送到各飲料制造商處。
簡(jiǎn)化安全過程
Amcor 公司全站范圍內(nèi)安全與控制升級(jí)的第一階段于 2008 年中期完成。在升級(jí)“正式進(jìn)行”之前，工廠的 12 套制罐機(jī)和修邊機(jī)均由單獨(dú)的傳統(tǒng)可編程邏輯控制器 (PLC)控制。每套制罐機(jī)/修邊機(jī)均配備有各自的 PLC，這些 PLC 與單獨(dú)的硬接線安全控制系統(tǒng)進(jìn)行互鎖。每套機(jī)器還使用了另一個(gè) PLC 來(lái)滿足高速控制應(yīng)用的需求。
Amcor 飲料罐公司的工程經(jīng)理 Chris Hilton 認(rèn)為，這次安全升級(jí)為 Amcor公司提供了實(shí)施更加簡(jiǎn)化的安全控制解決方案的機(jī)會(huì)。“我們的原有控制系統(tǒng)多年來(lái)一直運(yùn)作良好，但我們需要一套更加簡(jiǎn)單直觀且具有高級(jí)診斷和故障處理功能的系統(tǒng)，”他說。“我們的生產(chǎn)計(jì)劃不允許設(shè)計(jì)和安裝過程延期，因此我們邀請(qǐng)了控制和自動(dòng)化專家來(lái)提供服務(wù)。”
IGR Consulting 公司開發(fā)了一套新的集成安全和標(biāo)準(zhǔn)控制解決方案，這套方案基于羅克韋爾自動(dòng)化的Allen-Bradley GuardLogix® 控制器。具有雙處理器安全架構(gòu)的 Allen-Bradley GuardLogix 控制器在一個(gè)平臺(tái)內(nèi)同時(shí)提供集成安全控制和傳統(tǒng)控制。
“與之前的安全控制架構(gòu)相比，這套解決方案更加完美，”IGR Consulting公司項(xiàng)目工程師 Karl Schiesser 說。“現(xiàn)在，12 套制罐機(jī)/修邊機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)和安全控制將分別由 12 個(gè)獨(dú)立的GuardLogix 控制器來(lái)管理。
高速的 Logix 平臺(tái)意味著不再需要另一個(gè) PLC。該集成控制架構(gòu)為 Amcor 提供了更高等級(jí)的安全功能并使系統(tǒng)易于擴(kuò)展。”
保持在線
GuardLogix 控制器是 Amcor 新集成“安全加標(biāo)準(zhǔn)”控制解決方案的核心：由控制器、符合 4 類安全的 DeviceNet™ 安全通信和分布式 I/O 組成的無(wú)縫網(wǎng)絡(luò)。
EtherNet/IP™ 連接提供了機(jī)器之間的互鎖，并將 GuardLogix 控制器連接到工廠的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA) 系統(tǒng)。
多個(gè) Allen-Bradley InView™ 消息顯示屏通過 RS232 串口與 GuardLogix控制器相連，為操作員提供詳細(xì)的系統(tǒng)診斷信息并實(shí)現(xiàn)直觀監(jiān)視。“對(duì) InView 消息顯示屏進(jìn)行組態(tài)可提供詳細(xì)的系統(tǒng)診斷，”Hilton 說。
“它們?cè)试S現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員無(wú)需直接訪問 GuardLogix 程序代碼即可執(zhí)行故障分析。
以前，對(duì) Amcor 公司的 12 臺(tái)制罐機(jī)和修邊機(jī)的訪問由三個(gè)獨(dú)立的硬接線氣動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，每個(gè)系統(tǒng)均包括一系列繼電器和氣動(dòng)開關(guān)。“打開防護(hù)裝置時(shí)，會(huì)截?cái)嗫諝獠⑹箟毫﹂_關(guān)脫扣，從而激活安全響應(yīng)，”Hilton 說。“有時(shí)，這些氣動(dòng)開關(guān)會(huì)因故障而處于斷開位置，引起‘誤報(bào)警’并導(dǎo)致生產(chǎn)線停工。”
原有氣動(dòng)安全系統(tǒng)已由與本地 I/O相連的一系列安全開關(guān)和設(shè)備所替代，并通過 DeviceNet 安全通信網(wǎng)絡(luò)連接到 GuardLogix 控制器。“借助 GuardLogix 集成控制系統(tǒng)，誤報(bào)警和產(chǎn)品堵塞的故障排除更加輕松，”Hilton 說。
“以前，當(dāng)安全報(bào)警激活并使生產(chǎn)線停工時(shí)，技術(shù)人員必須目視檢查組內(nèi)的每個(gè)機(jī)器防護(hù)裝置來(lái)確定故障所在。現(xiàn)在，GuardLogix 控制器使我們可以立即斷定脫扣的開關(guān)。這意味著我們的響應(yīng)時(shí)間變短，從而使停機(jī)時(shí)間最短。”
編程和安裝：“輕而易舉”
Schiesser 認(rèn)為，分布式 I/O 和DeviceNet 安全網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合極大地改善了現(xiàn)場(chǎng)安裝和接線時(shí)間。“使用 GuardLogix 這類集成控制解決方案意味著 Amcor 公司不必對(duì)其安全和標(biāo)準(zhǔn)輸入進(jìn)行復(fù)制。這樣便可減少接線和 I/O，”他說。“對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)和安全通信，使用本地機(jī)器上安裝的 I/O 和單個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)也可減少布線并簡(jiǎn)化安裝。”
GuardLogix 的完全集成特性還為Amcor 公司提供了編程上的優(yōu)勢(shì)。“GuardLogix 確實(shí)比其它系統(tǒng)領(lǐng)先一步。隨著架構(gòu)已經(jīng)建立，開發(fā)和擴(kuò)展系統(tǒng)已不再?gòu)?fù)雜，”Hilton說。“我們能夠同時(shí)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)代碼和安全控制系統(tǒng)代碼。這著實(shí)節(jié)省了不少時(shí)間。”
GuardLogix 使用 RSLogix™ 5000 編程軟件操作，允許用戶使用熟悉的控制方法對(duì)其安全控制系統(tǒng)進(jìn)行編程和管理。“它真正地為我們提供了真實(shí)的屏幕信息，而不是像之前的PLC 那樣提供隱藏在系統(tǒng)背后的編碼數(shù)據(jù)庫(kù)，”Hilton 解釋說。“憑借使用同一 [RSLogix 5000] 編程環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)和安全控制，系統(tǒng)組態(tài)和故障處理變得簡(jiǎn)單明了。這是件輕而易舉的事。”
旗開得勝
隨著里夫斯比工廠 12 個(gè)基于GuardLogix 的控制系統(tǒng)已完成安裝并投入使用，Amcor 已經(jīng)完成其安全控制升級(jí)的第 1 階段。Hilton 認(rèn)為，IGR Consulting 團(tuán)隊(duì)是該項(xiàng)目取得成功的關(guān)鍵因素。“他們現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試首個(gè)系統(tǒng)，并對(duì)我們的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，”Hilton 說。“這種實(shí)地操作式傳授非常寶貴，為我們的現(xiàn)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)提供了成功實(shí)施其余系統(tǒng)所必需的技能。”
“我們理解盡可能完善地進(jìn)行全廠范圍內(nèi)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的重要性，”Schiesser 說。“GuardLogix 允許我們模擬真實(shí)控制場(chǎng)景并查看系統(tǒng)架構(gòu)，無(wú)需進(jìn)行任何物理連接。樣，便可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試期間有效地對(duì) Amcor 員工進(jìn)行培訓(xùn)。”
Hilton 設(shè)想了 GuardLogix 解決方案的后續(xù)應(yīng)用。
