解決方案
• Allen-Bradley Kinetix 6000 多軸伺服驅動器有助于縮短工程和安裝時間
• Allen-Bradley ControlLogix 可編程自動化控制器 (PAC) 將高速離散控制和運動控制功能集成在同一平臺中
• 羅克韋爾自動化 Power Programming 工具屬于免費資源，有助于工程師橫跨多個機器和應用利用預設計的代碼模塊
• PanelView Plus HMI 允許操作員快速監(jiān)視、控制和了解機器功能各個方面
• ControlNet 適配器結合了 I/O 網(wǎng)絡與點對點網(wǎng)絡的功能，可同時為這兩種功能提供高速的性能
• PowerFlex 變頻器與集成架構相結合，可使制造商在其電機應用中增強工廠投資保護、加強控制、降低編程難度并提高基于數(shù)據(jù)支持的可靠性
取得的成果
• Power Programming 可使設計和工程成本平均降低 45%
• 逐步遷移允許制造商按照符合其資源和生產需求的計劃進行升級
• 集成控制、網(wǎng)絡可視化和信息技術可實現(xiàn)定制解決方案且無需增加開發(fā)時間和成本
• ControlLogix PAC 的靈活性和可靠性可在未來實現(xiàn)更加平滑的過程更改
• 集成架構可輕松將工廠車間與管理部門之間的通信進行結合，從而方便紙尿褲制造商訪問實時信息。
背景
Curt G. Joa, Inc. 是美國家庭中的無名英雄。在過去的 75 年中，這家總部設在威斯康星州作風低調的機器制造商，通過為嬰兒紙尿褲、衛(wèi)生棉和失禁用墊的主要制造商提供定制設計的編織物加工機械，一直悄無聲息地推動創(chuàng)新的巔峰發(fā)展。其結果是，他們已幫助全球超過 55 個國家的上百萬家庭過上更便捷且潔凈的生活。
Joa 公司的機器已引領育兒領域進入現(xiàn)代化，使母親們擺脫尿布帶來的苦惱。如今，他們的機器通過將以前布制的醫(yī)藥用品替換為吸收性強的一次性物品（例如一次性擦拭棉、繃帶和紙巾），繼續(xù)推動許多家庭中的變革。
面臨的挑戰(zhàn)
盡管這些產品為許多人帶來了更加便捷的生活，但對于制造商而言，要跟上客戶追求的變革并不容易而且成本高昂。Joa 公司通常依賴其與領先技術供應商（如羅克韋爾自動化）之間的長期業(yè)務關系，來為自己提供開發(fā)最新高速超聲波技術、粘合技術和熱粘合技術所需的先進自動化工具。這些技術革新有助于制造商在消費、家庭、個人護理、醫(yī)藥、化妝品和過濾行業(yè)更加輕松地實現(xiàn)創(chuàng)新。正如一次性產品制造商通過創(chuàng)新為美國家庭帶來便利一樣，Curt G. Joa, Inc. 也通過創(chuàng)新為這些制造商帶來便利。
“通常，在產品上市之前，我們會利用羅克韋爾自動化的新技術在幕后工作數(shù)月。因此，等到產品準備推向消費者時，我們已整裝待發(fā)，”Joa 公司銷售工程師 Jeff Wold說。
Joa 公司還對現(xiàn)有機器和整個機電系統(tǒng)集成進行了全面的升級。相關案例：幾年前，一家紙尿褲制造商找到 Joa 公司，希望能夠幫助他們升級加工機器上基于 VME 的可編程控制器，因為加工機器已經過時并且維修成本逐漸上升。
“十五年前建立此加工系統(tǒng)時，它被視作是最好的系統(tǒng)，”Curt G. Joa, Inc. 的電氣工程經理Kevin Zeinemann 說，“但在當時，工廠車間信息并不像如今這么重要，如今管理人員會通過利用生產數(shù)據(jù)來做出業(yè)務決策。”
由于 Joa 公司早在機器開發(fā)階段便邀請客戶一同參與，因此該公司可以按照符合客戶業(yè)務需求的計劃提供定制的解決方案。在這種情況下，Joa 公司能夠幫助客戶在三年間將紙尿褲制造機遷移到 21世紀的水平。
“我們沒有讓制造商花費五十萬美元和三個月的停機時間來進行全面的系統(tǒng)檢修，而是與他們一起努力使項目費用和時間保持在預算之內，”Zeinemann 說。
舊的紙尿褲制造機使用了多個第三方系統(tǒng)，其中涉及不同的 HMI、驅動系統(tǒng)和 I/O 系統(tǒng)，而且這些系統(tǒng)相互之間或與全廠范圍的信息系統(tǒng)之間無法建立有效通信。向生產線終端新增包裝設備時，舊系統(tǒng)已不再擁有適應新增設備的功能或靈活性。
制造商關注的另一個問題是需要降低機器復雜性和運行成本。過去，機器采用獨立的專用產品平臺進行安全監(jiān)視和機器控制。這意味著需要對不同硬件和軟件投入額外的管理費用以及更高的培訓和服務成本。Curt Joe 公司工程師想到的一種可行方案是將機器控制和安全監(jiān)視集成到一個控制器平臺中。
解決方案
第一步是升級系統(tǒng)的伺服驅動器以便運行機器的新產品碼垛機。Joa公司選擇了 Allen-Bradley® Kinetix®6000 多軸伺服驅動器。該款驅動器的高級控制功能有助于為制造商在運動控制要求較高的應用中提供所需的靈活性和性能，Kinetix 6000 還有助于降低 OEM工程和安裝時間。
第二年，Joa 公司與制造商協(xié)同用Allen-Bradley ControlLogix® 可編程自動化控制器 (PAC) 替換了機器上基于VME 的處理器。作為羅克韋爾自動化集成架構的一部分ControlLogixPAC 無需使用單獨的運動控制器。將高速離散控制和運動控制功能集成在同一個平臺中既節(jié)省了時間，加速了同步，又減少了編程。
為了輕松轉換到新的控制平臺，CurtG. Joa, Inc. 的工程師使用了羅克韋爾自動化 Power Programming 工具。該免費資源有助于用戶橫跨多個機器和應用利用預設計的代碼模塊。羅克韋爾自動化已發(fā)現(xiàn)，利用 PowerProgramming，機器制造商能夠將設計和工程成本平均降低 45%。
除 ControlLogix PAC 外，該公司還將 Allen-Bradley GuardLogix 控制器集成到機器中，用以執(zhí)行所有安全互鎖功能。該控制器具有雙處理器架構，允許將集成安全控制和機器控制融入同一平臺中。這樣便最大限度地降低了硬件成本，因為應用的標準控制和安全控制部分都可以使用系統(tǒng)組件。由于機器和安全控制采用同一編程軟件，因而幫助Curt G. Joa 縮短了編程和啟動時間，同時削減了服務成本。
工程師還在機器上安裝了
PanelView™ Plus HMI，進而允許操作員快速監(jiān)視、控制和了解機器功能的各個方面。
該公司還使用基于 EtherNet/IP 的通用工業(yè)協(xié)議 (CIP) 安全協(xié)議來替換現(xiàn)有 ControlNet 和 DeviceNet通信，從而實現(xiàn)單個網(wǎng)絡中安全和標準數(shù)據(jù)的無縫通信。這為Curt Joa 公司的客戶提供了更高的精確度和更好的單一性，同時提高了整個系統(tǒng)的安全可見性。它還有助于降低系統(tǒng)復雜性、最大限度地降低維護成本并加速整個工廠的信息流動。
最后，Curt G. Joa, Inc. 與制造商一起逐步升級控制機器上近 50 個軸的驅動器，這相對于以使用超過 130 個軸線來驅動效率和速度而著稱的公司來說是一個例行任務。工程師所以選擇 Allen-Bradley PowerFlex®變頻器，是因為羅克韋爾自動化智能電機控制提供的優(yōu)勢極具競爭力。智能電機控制是對集成架構的補充，允許制造商在其電機應用中增強工廠投資保護、加強控制、降低編程難度并提高基于數(shù)據(jù)支持的可靠性。
取得的成果
類似這樣的逐步升級允許制造商按照符合其資源和生產需求的計劃來利用集成架構控制和信息系統(tǒng)的優(yōu)勢。
通過全面集成最終用戶的控制、網(wǎng)絡、可視化和信息技術，Curt G. Joa,Inc. 得以精心打造出定制解決方案而無需增加開發(fā)時間和成本。
由于 ControlLogix PAC 靈活性和可靠性的提高，紙尿褲制造商能夠根據(jù)客戶的需求繼續(xù)開拓創(chuàng)新，并有助于降低維護成本和縮短停機時間。此外，升級為基于 EtherNet/IP 的CIP 安全協(xié)議后，操作員界面與安全系統(tǒng)的集成更加簡單，從而使操作員和維護人員可以查看機器安全事件以及消息，以便快速響應并恢復機器生產。這樣可幫助客戶通過同步其設備的安全和標準功能來最大限度地提高產量。
過去，使用單個網(wǎng)絡安裝安全和標準系統(tǒng)已被證明存在各種問題，因為網(wǎng)絡延伸得越大，性能速度下降得越多。通過使用基于 EtherNet/IP的 CIP 安全協(xié)議，Curt Joa 公司的
工程師可將每個節(jié)點的網(wǎng)絡更新速率設置為不同的速度。因此，每個設備都能以適合其安全功能的最佳優(yōu)化速率執(zhí)行，從而有助于提高網(wǎng)絡帶寬的有效分配。
過去，機器某一部分的安全事件可能導致整個機器停機，因為標準系統(tǒng)對安全事件的理解有限。而利用EtherNet/IP，控制和安全系統(tǒng)可在同一網(wǎng)絡中共存，這便有助于工程師更有效地在安全和標準應用之間共享數(shù)據(jù)。
此外，通過為工廠經理配備強大的決策工具，集成架構系統(tǒng)的優(yōu)勢已然超越機器本身。集成架構可輕松將工廠車間與管理部門之間的通信進行結合，從而方便紙尿褲制造商
訪問實時信息。
“我們與羅克韋爾自動化的伙伴關系以及集成架構系統(tǒng)的卓越功能幫助我們實現(xiàn)創(chuàng)新，與此同時我們無需承擔無法滿足客戶所需靈活性的風險，也不用延緩我們的設計過
程，”Zeinemann 說。
對于一次性家用產品和醫(yī)藥產品的制造商而言，Curt G. Joa, Inc. 所提供的靈活性和便利性意味著他們在繼續(xù)采用讓消費者過上更安全便捷生活的創(chuàng)新方法。
