基于羅克韋爾自動化 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現(xiàn)快捷的安全升級，同時簡化操作并優(yōu)化效率。
解決方案
引入的集成安全控制系統(tǒng)包括：
• 12 個 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
羅克韋爾自動化集成安全控制解決
方案提供：
• 高級診斷和故障處理功能
• 使用常見的標(biāo)準(zhǔn)控制方法對安全控制系統(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)時間
• 更多的安全功能和更高的運行效率
• 工廠重新運行更加迅速
每天生產(chǎn)數(shù)百萬單位產(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 250萬個鋁罐，是該公司全球包裝網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。
作為公司對安全方面持續(xù)承諾的一部分，Amcor 最近著手對里夫斯比工廠進(jìn)行安全升級。這次升級包括向 Allen-Bradley® 控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換以及對工廠原有安全控制系統(tǒng)架構(gòu)的重新設(shè)計和更換。
由于升級需要在不影響生產(chǎn)的情況下進(jìn)行，Amcor 公司邀請了本地系統(tǒng)集成商 IGR Consulting 公司的工程專家來實現(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。這些淺杯會送往工廠 12 臺鋁罐制罐機(jī)的其中一處，在那里罐成型機(jī)械沖頭會強(qiáng)制各個淺杯通過一系列圓形沖模。此過程將拉長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)沖頭來回高速移動，每分鐘最多可形成 250 個罐體。每次罐成型沖頭縮回時，罐體將從沖頭頭部滑落并送往斗式升降機(jī)，該升降機(jī)會將罐體運送到修邊機(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，對這些鋁罐進(jìn)行沖洗、蝕刻、涂色、包裝，然后運送到各飲料制造商處。
簡化安全過程
Amcor 公司全站范圍內(nèi)安全與控制升級的第一階段于 2008 年中期完成。在升級“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 PLC 來滿足高速控制應(yīng)用的需求。
Amcor 飲料罐公司的工程經(jīng)理 Chris Hilton 認(rèn)為，這次安全升級為 Amcor公司提供了實施更加簡化的安全控制解決方案的機(jī)會。“我們的原有控制系統(tǒng)多年來一直運作良好，但我們需要一套更加簡單直觀且具有高級診斷和故障處理功能的系統(tǒng)，”他說。“我們的生產(chǎn)計劃不允許設(shè)計和安裝過程延期，因此我們邀請了控制和自動化專家來提供服務(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 控制器在一個平臺內(nèi)同時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 個獨立的GuardLogix 控制器來管理。
高速的 Logix 平臺意味著不再需要另一個 PLC。該集成控制架構(gòu)為 Amcor 提供了更高等級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 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)診斷信息并實現(xiàn)直觀監(jiān)視。“對 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。
“它們允許現(xiàn)場技術(shù)人員無需直接訪問 GuardLogix 程序代碼即可執(zhí)行故障分析。
以前，對 Amcor 公司的 12 臺制罐機(jī)和修邊機(jī)的訪問由三個獨立的硬接線氣動防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，每個系統(tǒng)均包括一系列繼電器和氣動開關(guān)。“打開防護(hù)裝置時，會截斷空氣并使壓力開關(guān)脫扣，從而激活安全響應(yīng)，”Hilton 說。“有時，這些氣動開關(guān)會因故障而處于斷開位置，引起‘誤報警’并導(dǎo)致生產(chǎn)線停工。”
原有氣動安全系統(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)安全報警激活并使生產(chǎn)線停工時，技術(shù)人員必須目視檢查組內(nèi)的每個機(jī)器防護(hù)裝置來確定故障所在。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)時間變短，從而使停機(jī)時間最短。”
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)場安裝和接線時間。“使用 GuardLogix 這類集成控制解決方案意味著 Amcor 公司不必對其安全和標(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 和單個通信網(wǎng)絡(luò)也可減少布線并簡化安裝。”
GuardLogix 的完全集成特性還為Amcor 公司提供了編程上的優(yōu)勢。“GuardLogix 確實比其它系統(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)已不再復(fù)雜，”Hilton說。“我們能夠同時開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)代碼和安全控制系統(tǒng)代碼。這著實節(jié)省了不少時間。”
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，”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的第 1 階段。Hilton 認(rèn)為，IGR Consulting 團(tuán)隊是該項目取得成功的關(guān)鍵因素。“他們現(xiàn)場安裝和調(diào)試首個系統(tǒng)，并對我們的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，”Hilton 說。“這種實地操作式傳授非常寶貴，為我們的現(xiàn)場團(tuán)隊提供了成功實施其余系統(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 允許我們模擬真實控制場景并查看系統(tǒng)架構(gòu)，無需進(jìn)行任何物理連接。樣，便可以在系統(tǒng)設(shè)計、安裝和調(diào)試期間有效地對 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。
