使用TwinCAT控制罐裝生產線
2007-10-12 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網
對于需要將新鮮果蔬進行罐裝的企業來講,時間就是一切。尋求生產線的自動化對他們來講是節省時間、成本的一個好辦法。
位于南卡羅萊納州Effingham的McCall農場生產各種各樣的罐裝水果和蔬菜,這些罐裝食品被冠以“Margaret Holmes”品牌在美國南部的各大超市內銷售。由于這些食品銷售情況非常好,各個超市需要大量不斷的進貨才能滿足庫存需求。為達到盡可能高的生產效率,因此對設備停工和產品浪費要求非常嚴格。而且,McCall農場要求所有食品在收獲10小時之內必須裝入罐中。因此正常生產對其生產力至關重要。為使50萬平方英尺的工廠實現完全自動化操作,作為整個工程的一部分,McCall農場安裝了4,000英尺的PROFIBUSI/O網絡,無數的觸摸屏HMI和70個由倍福(Beckhoff)I/O組成的站。
“選擇PROFIBUS(用于所有控制)和Ethernet(用于信息和數據采集)是考慮到它們的速度和多功能性,”McCall農場的電氣工程師JasonDurant說。McCall使用3個倍福的C3640型號的工業PC和TwinCAT自動化軟件完成了整個工廠的過程控制任務。
所有設備和部門緊密聯系在一起,從準備階段到產品放在走廊里等待儲存的最后階段都保持同步。通過觸摸屏,每個作業區的操作員都能夠停止逆流生產。如果不需要更多產品,裝罐車間能夠停止檢查區的工作。同樣,裝備階段能夠停止走廊段的工作。過去,控制軟件在食品鏈中是脆弱的一環。McCall所用的分類配全的罐盒和各種袋子需要四個生產線每天輪換工作。“我們原來使用的軟件需要在線更改,但一次更改有時會引起計算機鎖死,停止生產,從而致使當時生產的食品全部浪費掉。”JasonDurant說,“顯然,這不是一件好事情,我們不愿意改變除非絕對必要。”
提速程序轉換
2002年,公司開始尋找替代的控制軟件編程。Durant認為軟件已經成為問題的根源。“當我們聯系到倍福,我們對他們全面的技術支持印象非常深刻,”Durant說,“回想當時,雖然軟件需要完全改變,但對整個工藝有利。另外一個收益就是成本:TwinCAT要比其他的軟件便宜25%,而且,還可以每年免費升級。”
TwinCAT可以讓用戶自定義功能塊UDFB,這從一開始就吸引了Durant的注意,實踐證明這個特色確實節約了大量的時間。“在我們的編程中,很多是可重復利用的,每一級都相同,只是位不同而已,”他解釋道。
它能夠轉換現有的程序,并簡化代碼。這在執行中節約了可觀的代碼空間,但更重要的是,程序變得易于修改和調試。“這大約節省了30%~40%的編程時間,”Durant說,“我們用了3種編程語言,分別是SFC、ST和LD,以便我們編程的需要。(在McCall農場罐裝生產線中使用TwinCAT之后,減少了生產停工和浪費現象。試車時間降低了30%~40%。)
軟件的轉換是無縫的,以致McCall農場的機器操作工不知道他們已經轉向了TwinCAT。“一切正常運行,沒有什么大問題,”Durant說,“我們升級了現在的HMI程序,它可通過OPCServer直接和TwinCAT通訊。”
罐裝過程
McCall農場裝罐的新鮮水果和蔬菜是從美國東南部的農場買來的,有桃,谷物,黃秋葵,南瓜,豆,多葉的綠色植物和花生。一旦卡車到達這個農場,每種產品都有它的卸貨區,在進入生產工序之前,產品要經過一系列的清洗箱進行徹底的清洗。
不能食用的產品和壞的產品會在檢查時被剔除出來。好的產品送到漏斗中,漏斗給每個罐子裝入合適的產品量。裝好食品后,罐子被密封起來送到一個連續旋轉的蒸煮機中,根據FDA標準精心烹飪和冷卻。然后這些罐子被臨時捆扎起來等待貼標簽。在最后一個階段,罐子被送到貼標線上進行貼標,包裝和重新捆扎,等待直接送往購買者那里。
獲得巨大收益
由于TwinCAT運行在微軟的Windows實時核中,并獨立于操作系統的其他進程,使McCall農場避免了潛在的浪費,從而節約了很可觀的費用。即使計算機被鎖起來了,Durant無法立刻去修正錯誤。但由于TwinCAT運行在自己的實時核中,整個工序能夠得以正常進行,從而將生產損失降低為零。
Durant說:“如果我們仍然使用以前的軟件,我們肯定要損失幾千美元,而且我們5個輪流作業的廚師和4個裝罐的廚師將不得不離開這個崗位,由于使用了新的控制軟件,避免了此類的損失。”
由于這個吸引人的自動化套件,Durant和McCall農場對未來的解決方案充滿信心。Durant說,如果我們想增加一個設備或者修改現在的工藝,實施起來非常容易。而且我們還可以簡單的離線模擬我們的變化,即在物理上不連接硬件。這可使我們在工廠實際運行代碼之前實施優化。總之,獲得的最大受益是很高的可靠性和有保障的正常生產時間。
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