模块化IO减少布线时间20%

作为每年生产超过10亿只轮胎的主要贡献者，中车发展拥有保持生产力“快车道”的才能。RRR公司总部位于美国俄亥俄州北坎顿市，在越南胡志明市设有工程和制造基地，是美国唯一一家生产客车、轻型卡车、摩托车和工业轮胎装配设备的制造商。它为全球34家轮胎厂设计和制造单级、多级和特种轮胎机器。为了延长其设备的生命周期，它为美国客户提供制造，研磨，面板和组装车间。

RRR开发不断投资新技术以帮助客户。该公司最近在其轮胎机器上应用了一种新的模块化布线技术，帮助缩短了近5天的制造时间，同时简化了安装、操作和维护活动。

挑战:尺寸，速度

RRR开发公司的工程人员研究了各种布线方法，以帮助更快地组装、拆卸和安装机器。

RRR开发部副总裁Robert D. Irwin说:“在进行了研究之后，我们设计了一个分布式I/O架构的系统。“当我们增加了几个远程接线盒来容纳分布式I/O模块时，我们在减小主控制面板尺寸上节省的钱很快就消散了。这些盒子只是占用了我们机器周围太多的空间。因此，我们预期的系统节约并没有实现。”

工程师们喜欢分布式I/O架构，但转向另一家供应商，Irwin说，“应用模块化布线技术，不需要PLC网络，额外的硬件，或培训。”

新的布线技术被用于新的RRR第一阶段轮胎制造机(TBM)，该机器被开发用于将所有轮胎制造材料一起包裹成桶状。在第一阶段完成后，机器将钢带和胎面应用于第二阶段的产品，帮助形成轮胎形状。这台机器的主要优势在于它能够生产多种类型的轮胎，包括农用轮胎、客车轮胎、轻型卡车轮胎和摩托车轮胎，而以前需要三台机器。

为了处理机器运动的同步，RRR第一级TBM配备了可编程自动控制器(PAC)，伺服驱动器和低惯性伺服电机。控制器处理机器的顺序和运动控制运动，不需要单独的运动控制器和每个功能的相关接线。集成的伺服驱动器有助于实现机器的快速加速和减速，并产生高达连续额定电流250%的扭矩。这种峰值电流有助于缩小驱动电源和轴模块的尺寸，并减少所需的面板空间。该控制解决方案通过ODVA的以太网/IP以太网协议与第三方气动阀无缝集成。

这台机器设计成功的关键是简化了线路。Irwin说:“我们真的想要减少制作一个简单接线盒的时间和人力。”工程师通常将机器和控制柜设计为独立的单元，这种设计需要大量的布线和时间来连接两者。欧文说:“像这样一个复杂的机器的布线涉及17个独特的步骤。

为了增加通过使用一个控制平台实现的布线节省，RRR开发公司选择了紧凑的分布式I/O组件，这些组件可以直接放置在机器上。这包括一个I/O模块、分配块和连接I/O布线到控制器的系统电缆。通过使用方便的预制电缆和连接器，面板组装工将现场设备连接到可编程控制器，而不需要DIN导轨或端子块，同时保持面板外壳的环境完整性。

结果:减少1周

“我们需要灵活地分阶段建造我们的机器，以及快速组装和拆卸运输的能力，”欧文说。在发货前，平均需要16到20周的时间来制造和工厂测试一台机器。通过机器上的布线技术，RRR Development将其布线过程从17个简单步骤减少到6个，帮助减少了几乎整个星期的构建时间。欧文说:“通过将我们机器的制造时间缩短近5天，我们每年可以多生产1亿台机器，相当于每年增加250万美元的销售额。”

RRR开发公司现在每年可以轻松设计30到40个完整的系统和80到100个主要系统升级组件。在生产这些产品的同时，机器制造商还可以为客户制造数以千计的定制零件、组件和整体系统。

布线系统帮助RRR发展提高了其容量，但帮助其客户降低了风险。即插即用布线系统最大限度地减少了布线错误，因为有更少的故障点。欧文解释说:“如果我们确实发现了维护问题，现在就容易多了。”一个完整的电线交换过去需要一个小时才能完成。现在，解决一个问题只需要不到一分钟的时间，大大减少了对客户生产计划的潜在影响。

“我们可以在很短的时间内让机器启动并运行，”欧文说。“在上一次安装中，我们在2小时内重新连接并启动了机器，而以前这项任务可能需要花费长达一天半的时间。”

新系统占用的空间也更少。控制柜可以占据工厂地板上大量的空间。Irwin说:“通过减少布线数量和使用紧凑的预配置模块，而不是笨重的终端模块，我们的客户拥有更小的机器面板。”“我们发现新的分布式I/O架构节省了25%以上的空间。”

机上控制还为最终用户提供改进的故障排除和控制系统可靠性。“如果需要更换电缆或传感器，这是一个极其简单的过程，”Irwin说。控制器从现场设备收集诊断信息，并通过机器的人机界面终端提醒操作员故障。

“在过去，终端用户需要在一个复杂的接线板和接线连接中进行分类。现在，操作人员可以查看安装在机器组件上的每个I/O电路的配电块上的LED灯，而不是打开接线盒并需要仪表来解决问题。这种开放的可见性有助于我们的机器快速恢复运行，帮助我们的客户保持更高的生产和利润水平。”

凭借其新的控制系统架构，RRR现在可以更快地制造高性能机器，以帮助公司及其客户保持在快车道上的地位。

减少布线的技术

RRR开发副总裁Robert D. Irwin表示:“RRR开发公司得到了罗克韦尔自动化的帮助，罗克韦尔自动化是业内最大的自动化供应商。

RRR一级TBM具有Allen-Bradley ControlLogix可编程自动化控制器，Kinetix 6000伺服驱动器和罗克韦尔自动化的mp -系列低惯量(MPL)伺服电机。ControlLogix控制器在机器中进行顺序和运动控制运动，消除了对单独的运动控制器和每个运动控制器的相关布线的需要。

罗克韦尔自动化在机器上的分布式I/O组件包括Allen-Bradley 1667 PanelConnect模块，898配电块和系统电缆。

RRR开发采用了罗克韦尔自动化的机上布线技术。

- - - - - -Sandy Holden是罗克韦尔自动化OEM业务的市场开发经理．

减少布线的技术

www.rockwellautomation.com

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