Industrielle Fertigung
Industrielles Internet der Dinge | Industrielle Materialien | Gerätewartung und Reparatur | Industrielle Programmierung |
home  MfgRobots >> Industrielle Fertigung >  >> Gerätewartung und Reparatur

Der Hersteller von Heimtiernahrung konzentriert sich auf die Beseitigung von Fehlern

Haben Sie jemals mit der Notwendigkeit gekämpft, Technologie-Upgrades durchzuführen und gleichzeitig Risiken zu minimieren, Anlagenstillstände zu vermeiden und die Kapitalrendite zu maximieren? Wenn ja, sind Sie nicht allein. Hill's Pet Nutrition erkannte 2006 die Notwendigkeit, sein bestehendes E/A-System in seinem Werk in Kentucky aufzurüsten, um periodische Ausfälle an den analogen Eingängen zu vermeiden. Das Unternehmen implementierte Steuerungstechnik basierend auf der programmierbaren Automatisierungssteuerung (PAC) Allen-Bradley ControlLogix von Rockwell Automation mit geringen Ausfallzeiten. Die Technologiemigration hat auch dazu beigetragen, E/A-Ausfälle zu vermeiden und die Softwareprogrammierung zu rationalisieren.

Hill's Tiernahrung wurde vor mehr als 50 Jahren von einem Tierarzt gegründet und ist in 86 Ländern mit einem Umsatz von mehr als 1 Milliarde US-Dollar erhältlich. Das Unternehmen beschäftigt mehr als 150 Tierärzte, Ernährungswissenschaftler und Lebensmittelwissenschaftler.

Die periodischen Ausfälle der analogen Eingänge führten dazu, dass die Wartung am E/A-Rack durchgeführt, die Karte abgezogen und wieder angeschlossen werden musste, damit das Modul wieder funktioniert.

„Unsere gesamte Prozesssteuerung für die Extruderlinie wird über den analogen Eingang kommuniziert. Wenn diese Kommunikation also fehlschlägt, wird der Prozess im Wesentlichen abgeschaltet“, sagt Shane Simmons, Systemingenieur bei Hill’s Pet Nutrition. „Sobald die Extruderlinie abgeschaltet ist, kann es bis zu anderthalb Stunden dauern, das System neu zu konfigurieren und den Prozess wieder online zu bringen.“

Außerdem wurde es schwieriger, Ersatzkarten zu finden, da der Anbieter sie nicht mehr herstellte. Die einzige andere Möglichkeit bestand darin, sie reparieren zu lassen, was möglicherweise zu Verzögerungen und Kosten führte.

Hill war auch besorgt über unterschiedliche Steuerungen an seinen Rohstoff-, Extrusions- und Verpackungslinien sowie über zwei Controller an seiner Chargenlinie, die verwendet wird, um eine enge Toleranz beim Mischprozess der Zutaten einzuhalten. Unzuverlässiger Service, abnehmende Betreiberkenntnisse und steigende Wartungs- und Supportkosten sprachen für eine Migration des Leitsystems.

„Angesichts der anhaltenden Zuverlässigkeitsprobleme unseres E/A-Systems und der bestehenden Controller, die sich dem Ende ihres Technologielebenszyklus näherten, wurde uns klar, dass es Zeit für ein umfassendes Upgrade beider Plattformen war“, erklärt Simmons. „Wir brauchten ein flexibles, leistungsstarkes Steuerungssystem, das sich mit minimalen Auswirkungen in unsere bestehende Infrastruktur integrieren lässt und einen technologischen Rahmen bietet, der es uns ermöglicht, gut in die Zukunft zu wachsen und gleichzeitig unsere vergangenen Investitionen zu schützen.“

Die vielleicht größte Herausforderung bestand darin, zu bestimmen, wie ein gleichzeitiges Upgrade beider Plattformen implementiert werden kann, während die Auswirkungen auf die Produktion minimiert werden. Die Ingenieure stellten fest, dass der beste strategische Ansatz darin besteht, die Aufrüstung als Teil eines mehrphasigen Prozesses zu implementieren, insbesondere angesichts der hohen Produktionsanforderungen des Werks und der potenziellen Auswirkungen auf mehrere Linien.

Hill’s entschied sich für die Migration zu Rockwell Automation und seinem ControlLogix PAC. Ein Schlüsselfaktor bei der Entscheidung war die Fähigkeit des ControlLogix PAC, vorhandene E/A-Karten zu scannen und gleichzeitig mit anderen Steuerungen in der Anlage zu kommunizieren. Diese Lösung bot Hill's eine kosteneffiziente Möglichkeit, seine bestehenden E/A im Rahmen einer mehrphasigen Implementierung auf die Allen-Bradley Flex E/A-Plattform umzuwandeln.

Die erste Phase begann Anfang 2008 mit der Umstellung der ersten der vier Extruderlinien auf die ControlLogix PAC-Technologie. Die Ingenieure trennten einfach die E/A vom vorhandenen System und schlossen sie an das ControlLogix PAC an, um sie am Wochenende zu testen. Dann schlossen die Ingenieure es während der Woche mit minimalen Auswirkungen auf die Produktion wieder an das ursprüngliche System an. Dies trug dazu bei, die erforderliche Ausfallzeit zu minimieren und gleichzeitig ein schrittweises Upgrade zu ermöglichen.

„Das war wahrscheinlich einer der wichtigsten Faktoren, die dieses Projekt verkauft haben“, sagt Simmons. „Die Umsetzung dieser Umstellung erforderte keinen Stillstand der Linie für mindestens sechs Monate bis zu einem Jahr, um mehr als 10 E/A-Racks zu ersetzen, was für unseren Betrieb aufgrund der hohen Ausfallkosten völlig inakzeptabel wäre.“

Standardisierung unterstützt anlagenweite Integration
Das Upgrade auf ControlLogix PAC wird es der Anlage auch ermöglichen, auf die Standardisierung der EtherNet/IP-Netzwerkkommunikation überzugehen. Derzeit unterhält die Anlage mehrere Netzwerke, darunter DeviceNet, Modbus Plus und Data Highway Plus. Die Eingrenzung auf eine einzige Netzwerkarchitektur hilft der Anlage dabei, die Wartung und Fehlersuche zu vereinfachen und führt zu einer besseren anlagenweiten Integration.

Migrationsbefähiger spielten auch eine Schlüsselrolle im schrittweisen Ansatz von Hill. Die beiden verwendeten Migrations-Enabler wurden von teilnehmenden Encompass-Produktpartnern im Rockwell Automation PartnerNetwork bereitgestellt:das Automation Network X-change (AN-X)-Modul von Quest Technical Solutions und das Modbus Plus Dual-Port-Kommunikationsmodul von ProSoft Technologies.

Das AN-X-Modul dient als Datenbank für alle E/A- und ControlLogix-PAC-Schnittstellen und verbindet und verbindet sie nahtlos miteinander. Dieses Modul, das einen vorhandenen E/A-Scanner ersetzte, liest automatisch alle E/A-Karteninformationen und leitet die Informationen über Ethernet an das ControlLogix PAC weiter, wodurch anlagenweite Kommunikationsfähigkeiten bereitgestellt werden.

Es bietet auch neue Tags, die in die Rockwell Software RSLogix 5000-Programmiersoftware importiert werden können. Dies ermöglicht eine einfachere Bezugnahme auf spezifische E/A-Daten in der Steuerung.

Das Modbus Plus Dual-Port-Kommunikationsmodul fungiert als E/A-Modul zwischen dem bestehenden Modbus Plus-Netzwerk und der ControlLogix-Steuerungs-Backplane. Dies erleichtert den Zugriff auf den Prozessorspeicher für die Datenübertragung zwischen Prozess und Modul. Ein 4.000-Wort-Registerbereich im Modul tauscht Daten zwischen dem ControlLogix PAC und dem vorhandenen Netzwerk aus, sodass die ControlLogix PAC-Plattform direkt als Peer an das vorhandene Netzwerk angeschlossen werden kann.

Die Kontaktplanlogik wird für die Datenübertragung zwischen Modul und PAC verwendet. Konfigurationsdaten werden über einen benutzerdefinierten Kontaktplan abgerufen. Andere potenzielle Hill-Anwendungen umfassen den Anschluss von ControlLogix-Steuerungen an Modicon-Steuerungen und den Anschluss von Modbus Plus-sprechenden Geräten wie Antrieben, Relais und Leistungsüberwachungshardware an die Controller-Backplane von Rockwell Automation.

Die weitere Aufrüstung der ersten Extruderlinie umfasst die Umrüstung der bestehenden Steuerung auf ControlLogix PAC sowie etwa 10 E/A-Racks auf die FLEX E/A-Plattform. Das bestehende Modbus Plus-Netzwerk wird schließlich durch EtherNet/IP ersetzt.

Wenn Frequenzumrichter in der Anlage aktualisiert werden, werden sie außerdem durch Allen-Bradley PowerFlex 70-Frequenzumrichter ersetzt.

Durch die Reduzierung der I/O-Zuverlässigkeitsprobleme und die Reduzierung von Ausfallzeiten erwartet das Werk eine Produktivitätssteigerung von etwa 5 Prozent. Darüber hinaus ermöglichen die Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsfunktionen des ControlLogix PAC dem Werk, die beiden Controller seiner Dosierlinie durch einen einzigen Controller zu ersetzen.

Wertvolle Programmierunterstützung
Nach der Implementierung der ControlLogix PACs hat das Werk über seinen lokalen autorisierten Allen-Bradley-Distributor sowie über die Support-Funktionen von Rockwell Automation Zugang zu lokalem Support in Bowling Green, Kentucky. Dies ist besonders wichtig, wenn es um die Programmierunterstützung für das standardmäßige RSLogix 5000-Programmierpaket geht, das mit den ControlLogix-PACs verwendet wird.

„Es kann eine Herausforderung sein, kurzfristig einen sachkundigen Programmierer zu finden, besonders in dieser Gegend des Landes“, sagt Simmons. „Die Suche nach Programmierern für Allen-Bradley-Controller war viel einfacher – wir haben jetzt viel mehr Möglichkeiten.“

Die Software RSLogix 5000 bietet Add-on-Befehle, mit denen Ingenieure Sätze häufig verwendeter benutzerdefinierter Befehle erstellen können, die ohne Änderungen einfach wiederverwendet werden können. Auf diese Weise kann das Werk standardisierte Bibliotheken erstellen, die die Programmierzeit verkürzen und Konsistenz bieten, um die Fehlersuche zu vereinfachen und die Schulungskosten zu senken.

„Verschiedene Auftragnehmer, die im gesamten Werk an mehreren Prozessoren arbeiten, haben im Laufe der Jahre zu einer Vielzahl von Softwarecodes geführt, die die Programmierkomplexität und den Bedarf an spezialisierterer Softwarekompetenz erhöht haben“, sagt Simmons. „Wenn wir jetzt im gesamten Werk programmieren, sieht mehr Code gleich aus, was den Ingenieuren standardisiertere Anweisungen und eine größere Konsistenz zwischen den Systemen bietet.“

Darüber hinaus ermöglicht die Tag-basierte Programmierung der RSLogix 5000-Software der Anlage, ihre aktuelle E/A-Verdrahtungskonfiguration beizubehalten, ohne viele Feldgeräte zu ändern. Dadurch können Sie viel Zeit und Kosten für die Konfiguration sparen.

Nächster Schritt bei der Migration
„Wir sind zuversichtlich, dass wir mit ControlLogix PACs jetzt einen stabilen, langfristigen Migrationspfad haben, der es uns ermöglicht, unsere Investitionen zu schützen und die Technologie so zu skalieren, dass sie unsere langfristigen Anforderungen erfüllt“, erklärt Simmons.

Das Upgrade-Projekt wird in Phasen über fünf Jahre durchgeführt und umfasst das Upgrade von mindestens sechs der vorhandenen Steuerungen des Werks, einschließlich eines verteilten Steuerungssystems (DCS), speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) und Bewegungssteuerungen, auf die ControlLogix PAC-Plattform. Das Upgrade umfasst alle wichtigen Produktionslinien des Werks, darunter vier Extruderlinien, eine Rohstofflinie, eine Dosierlinie und eine Verpackungslinie.

Das Unternehmen nutzt dieses Projekt auch als Vorbild für seine anderen Werke, darunter ein neues Werk in Emporia, Kansas, das auf der ControlLogix PAC-Technologie basieren wird.

„Dieses Projekt ist das Testgelände für diese Anlage, da sie viele unserer Spezifikationen einbezieht und sehr genau verfolgt, was wir an diesem Standort tun“, sagt Simmons. „Wir sind führend bei der Definition unserer neuen Technologie-Roadmap.“

Weitere Informationen zu den Migrationslösungen von Rockwell Automation finden Sie unter www.rockwellautomation.com/go/tjmg.

Technische Lösungen von Quest
www.rockwellautomation.com/go/p-quest

ProSoft-Technologie
www.rockwellautomation.com/go/p-prosoft


Gerätewartung und Reparatur

  1. C Eingang Ausgang (E/A)
  2. Python-Datei-I/O
  3. Ausfallzeiten drastisch reduziert mit GEs Quad-Redundanzlösung
  4. Echte Pflanzengeschichten:OMRON I/O hat kein Lebenszeichen!
  5. Was E/A-Karten sind und wie sie funktionieren
  6. C# - Datei-E/A
  7. Python - Datei-I/O
  8. Einzelne E/A-Punkte fusionieren oder nicht fusionieren?
  9. Zustandsüberwachung:5 häufige Arten von Fehlern und ihre Bedeutung
  10. Die Hersteller setzen auf IIoT, um auf die Produktion mit kleineren Auflagen umzusteigen