牛仔制造商将控制升级掌握在自己手中

Mountain Vernon Mills在寻求将精加工线和造眼器的控制升级外包后,成功地自主升级了工厂的高精度控制系统,并在此过程中节省了4万多美元。

通过乔纳森·佩顿,芒特弗农米尔斯 2009年10月1日

Jonathan Payton站在新的终点线控制柜前,其中包括DL260 DirectLogic PLC, 8个Durapulse变频驱动器和相关控制设备。整个设计,包括软件,都是在核电站停运三周期间安装的。资料来源:Automation Direct

弗农山纺织厂是美国最大的纺织厂之一。我们在乔治亚州Trion的工厂坐落在查图加河沿岸,也是美国最古老的纺织厂之一,其历史可以追溯到1845年。

最初的工厂占地5000平方英尺,有两层楼,有40名员工,最初生产5磅重的纱线,用马车卖给当地商人。在接下来的160多年里,这家工厂经历了1875年的火灾、谢尔曼将军进军亚特兰大、1912年的破产、两次世界大战、争取成立工会的斗争,以及1990年的一场大洪水。通过这一切,工厂不断扩大,翻新和修改,以适应时代的变化。因此,这家工厂多年来生产了许多不同的产品,包括用于军装、庄稼袋、床单、衬衫,甚至手套的织物。

1971年,公司决定让Trion工厂生产牛仔布。事实证明,这是工厂历史上最明智的决定之一。这家工厂安装了新设备,赶上了牛仔布行业的增长浪潮。到1976年,工厂有1100多台织布机生产牛仔布。公司继续发展,但是当“百年一遇的洪水”袭击Trion地区时,公司几乎面临灾难。洪水过后,该公司在接下来的几年里用最先进的机器对工厂进行现代化改造,以生产牛仔布。

今天,经过最新一轮的改造,该工厂在超过一百万平方英尺的制造空间中继续使用先进的设备运营。弗农山工厂生产的牛仔布经过编织和加工后,出售给全国各地的许多主要制造商,如牧马人和李。芒特弗农现在是美国第三大牛仔布生产商。

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更新终点线控制

尽管定期跟上不断变化的技术,但该公司发现,在一些工厂的精加工范围和划线机上,获得控制系统的备件变得越来越困难。控制系统的年代也使得很难给操作员提供他们想要的特性和功能。在2006年底,我们决定着手升级我们的雷管以及我们的终点线之一。

更换终点线控制系统的任务似乎令人望而生畏。这是一个非常大的多电机机器。所有的电机必须一起工作,并与舞者位置传感器发送信号回PLC系统进行自我调整。PLC系统自动调节电机速度,以保持一切运行在一起。

由于机器的尺寸和复杂性,我们首先进行了招标。当投标回来的成本远远超过我们的预算时,我们决定在内部做这个项目,并从AutomationDirect采购组件。

为了节省时间,我们买了新的背板,用螺栓固定在旧机柜的背面,这样它们就可以在安装到机器上之前进行组装和测试。虽然我们最初计划在三个月的业余时间里做这件事,但我们最终只有三周的时间,没有时间进行测试。在我完成软件设置之前,电工已经安装好了电机和驱动器。

在升级项目之前,终点线由带现场调节器的直流驱动器供电。我们升级到AutomationDirect的dur脉冲交流驱动器,并通过以太网将所有驱动器联网到DL-260 DirectLogic PLC系统。我们选择了15英寸。多触摸屏操作面板,取代主操作控制台。我们在三周内完成了整个系统的采购、安装和编程。HMI和PLC的编程全部由我完成,遇到问题时,我使用AutomationDirect的电话技术支持人员进行解答。

这个项目很快就取得了巨大的成功。首先,与其他出价相比,我们节省了近4万美元。现在,我们的控制系统主要是基于软件的,我们能够给操作员更多的机器控制,包括设置参数的干罐和舞者,线速度,修剪能力,以及一些故障指示和维护屏幕。因此,我们希望在不断改进流程以提高生产力的过程中添加新的功能或特性。

Rebeamer改造

在第二个项目中,为了获得更好的性能和更大的灵活性,我们对一款造眼器的旧控制系统进行了改造。该卷绕机是一台速度控制的中心卷绕机。在织造之前,它将纱线从几个节梁卷绕到一个织机梁上。

编者按:不到一个月后,美国有线电视新闻网(CNN)对弗农山磨坊(Mount Vernon Mill)位于佐治亚州特里昂(Trion)的工厂进行了一项调查控制工程的文章和视频出现了。我们想你会发现他们对生产设施的介绍也很有趣。参见:https://www.cnn.com/2009/US/10/30/blue.jeans.mill/index.html

我们工厂里有几十台这样的机器。最初的控制设计是在操作员站使用手动控制(按钮、指示灯、仪表)和直流驱动器来操作线轴。与第一个项目的终点线一样,购买替换零件或对机器、操作界面或控制系统进行任何更改变得越来越困难。

起初,我们外包了PLC程序,努力提高其性能,但我们从来没有能让新程序正确工作。所以我们放弃了外包的想法,自己动手。

第一个造管器项目开始时,计划对其中一个造管器进行改造,安装DirectLogic DL06微型PLC、durappulse交流变频驱动器和C-more操作界面面板。之所以选择这种技术组合,是因为它使我们能够将更多的参数和调整置于操作人员的指尖。随着操作员不断提出对流程或机器的改进建议,我们现在能够根据他们的输入采取行动,并使用基于软件的控制系统来简化流程。

这个项目的一个关键方面涉及到对卷绕机的要求,在卷绕时要调整速度以保持纱线的恒定速度。通过使用DL06微型PLC和单个接近传感器,我能够在没有编码器的情况下建立这种精确控制水平。

作者信息
乔纳森佩顿是牛仔厂电气工程师,弗农山米尔斯,特里昂,佐治亚州。可以联系到他jonpay@mvmills.com