世界一流的包装操作。这就是增加网络和整合的支持者所提出的前景。更广泛、更全面的网络可以提高自动化程度,降低劳动力成本,通过远程监控和诊断提高质量,提高包装线的灵活性,并使包装更贴近加工操作和业务级别的需求。
从理论上讲,这个论点几乎是无可辩驳的。但它如何在现实世界中发挥作用呢?在现实世界中,生产需求高于其他考虑,必须每天找到最好的、而不是最优雅的解决方案?
这是一个不能简单回答的问题。包装操作的种类太多了。格尔的根西农场公司
格尔公司的控制工程师格雷格•戴克说:“我们的包装生产线之间的实际通信网络差异很大。”“这在很大程度上取决于机器在工厂的时间,以及一些机器供应商在通信网络方面的先进程度。”Dake说,在转移到DeviceNet之前,Gehl很大程度上依赖Allen-Bradley的专有DH-45网络,该网络仍在工厂的部分地区使用。
“我们在新安装中大量使用DeviceNet,主要是为了控制两种不同类型的应用程序。第一种是变频驱动框,通常由我们的oem(原始设备制造商)提供,通过DeviceNet网络进行控制,然后我们有长距离的输送线路,可以到达多个传感器。我们通常使用DeviceNet与那些最小化电缆长度。”Dake还提到DeviceNet的可靠性,以及因为有这么多供应商支持它,所以向DeviceNet网络添加新设备相对容易。
“现在在后端,”他继续说,“我们的包装生产线没有连接到我们的ERP(企业资源规划)或MES(制造执行系统)系统。包装线的下一个升级将是基于本地个人电脑的人机界面(人机界面)或基于硬件的人机界面。”
由于它是一个无菌包装设施,格尔必须保持特别严格的质量保证措施,包括对工艺差异的密切监控。它的一个关键组成部分是其集中的历史数据库。“集中式历史数据库是包装生产线的主要高级系统,因为它允许我们进行高级故障排除。要与它连接,你需要某种集中式网络,在我们的情况下,就是以太网。”
快速、简单,可支持的
以太网的原因吗?Dake说:“以太网的数据收集简单、快速,而且可以被组织内的多个小组支持。”IT(信息技术)和工程技术都可以支持它。在我们的工厂中,我们有几种不同类型的行为网络或协议,包括Profibus, ModBus和DH-45,我们有许多不同类型的控制,但在大多数情况下,共同点是以太网,要么通过PLC(可编程逻辑控制器)处理器提供的自然网关,要么通过本地管理的以太网交换机。你不需要一个硬件网关来将数据传输到中央数据库,所以当你谈论访问以太网来收集数据时,以太网具有成本优势。”
然而,通常情况下,工厂已经运行了一段时间,在盖尔的遗留系统,这些旧的系统不适合以太网连接。它们的数据通过来自PLC的直接驱动程序传输到历史数据库,或者根据OPC连接标准从PLC作为OPC数据传输。
至于控制,在Dake的估计中,以太网在数据收集方面并没有那么容易销售。“就以太网控制而言,我们刚刚开始进入其中一些领域。在这里,我们是Allen-Bradley产品的忠实用户,我们开始接受他们的以太网/IP协议,特别是与远程I/O(输入/输出)机架一起使用时。我们已经实现了这一飞跃——这是一个小小的飞跃,因为有了以太网,它不再像过去那样只是即插即用。现在您必须使用受管理的以太网交换机并实际控制流量,这样您就不会在您的网络上结束广播或多播流量。
“不过,在控制方面,这真的取决于应用程序。有些应用程序不需要以太网,因为它不具有真正的确定性。你可以使用类似于ControlNet的东西,在那里你可以安排通信,就像在数据包A中,必须在预定的时间内到达点B和点C之间。以太网在这方面做得很好,但还不是最好的。然而,在我们可以使用它的地方,我们总是会尝试使用以太网,因为它便宜、简单,而且可以被公司内的多个组织理解和支持。”
GEHL使用了几种方法来管理流量并在其网络上维护安全性。有一件事,它采用虚拟局域网(VLAN)来在物理网络中创建逻辑分离。“我们认为这对广播或多播问题的一些标准方法不那么”黑色魔法“,”达克说。该公司还通过使用路由器来控制其业务和生产网络之间的流量来隔离其厂地。此外,它已经配置了某些交换机上行链路端口以关闭,如果流量达到已经确定为过度的级别并且因此指示广播或多播问题。
Dake认为:“当你谈论安全时,它实际上并不是技术,而是组织内部的一种程序功能。”“只有组织把安全做得好,安全才能做得好。”
Seinfeld和标准
在标准化领域,特别是关于OMAC包装工作组(OPW)的连接和包装指南方面,Dake最明显地背离了所谓的官方智慧。OMAC(开放模块化架构控制用户组)的指导方针包括PackML和PackTags。它们提供了包装线功能的通用外观和感觉,包括控制和HMI,以及MES和ERP等高级功能,通过以太网使用OPC简化了不同供应商设备之间的通信。这种通用性的潜在好处包括减少工程、安装和培训时间和成本,以及增加包装灵活性——在全球化和快速变化的包装市场中,这不是小事。所以就像喜剧演员杰瑞·宋飞可能会说的,“有什么不喜欢的呢?”
然而,格尔并不支持OMAC的倡议。Dake解释说:“我们在可能的地方进行标准化,但我们通常不会一次购买超过一件设备,所以我们很难向原始设备制造商明确规定我们到底想要什么。”原始设备制造商通常都有一个标准的机器,我们通常不会偏离这个标准。”
他引用了GEHL是一个沉重的艾伦 - 布拉德利用户,并希望其所有包装机供应商提供带他们的机器的Allen-Bradley PLC控制系统。但是,如果A-B并非供应商的标准控制,则坚持认为,如果A-B并非供应商的标准控制会产生艰难的费用。“再加上这是他们可能不愿意在购买后支持这种变化,”达克斯增加了。
格尔当然不是小人物。在过去七年中,该公司已在其工厂投资了近1亿美元。然而,Mike Sowieja格尔的工程副总裁指出,“坚持一个特定的标准的问题是,除非你是一个大实体资源超越单一的设备,如果你强迫一个OEM偏离他们的首选标准,实际上承担责任的设备,因为每一个走进你工厂的技术人员都会问,‘那是什么?我对那个不熟悉。’因此,我倾向于采用OEM的标准。”
OMAC的技术总监David Bauman知道,对Connect-and-Pack各个方面的接受程度在某种程度上是一个数字游戏。“最大的问题是让大量的包装oem和用户看到好处并开始使用。”一旦实现了这一点,它就成为了事实上的标准,无论设备是否要求,它通常都可以提供,比如以太网连接。
他承认有办法去。“接受即将到来,但肯定会很慢。大多数主要的控制供应商都接受了这项技术,并且在大型跨国包装者之间存在大程度的验收。这些用户正在努力利用并利用世界级的包装操作。“他将此描述为一个网络操作,提供有关生产,可靠性和质量的实时信息。
“你需要这些信息,如果你想从我们认为的典型包装线,可能运行在50%到60%的可靠性,一个世界级的包装操作,将运行在接近90%。你还需要与你的业务系统联系起来,这样你的制造系统和业务系统就都知道发生了什么。大公司正试图转向那种世界级的包装系统,因为他们看到了它的好处。由于各种原因,较小的公司通常还没有实现这一目标,但我相信我们会看到更多的公司朝这个方向迈进。”
罗克韦尔自动化公司欧洲、中东和非洲网络产品经理Paul Brooks,
通用性的好处也有利于以太网。“这就是为什么人们特别重视以太网的原因之一,因为以太网是一种让他们感到舒适的技术;他们了解设计需求和应用程序。出于这些原因,以太网是成为透明网络并增强整个企业信息流动的最佳机会。”
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