基于pc的自动化为集成工厂铺平了道路

在Grand River Rubber & Plastics工作了20多年后，副总裁Joe Misinec越来越关注他公司的主要自动化产品供应商。让Misinec感到困扰的是，这家供应商再次更换了硬件平台——在短时间内更换了两次。此外，这一变化将使格兰德河的运营灵活性降低。这也将使整合公司机器内部的组件变得困难，这些机器用于生产其特色产品:车床切割垫圈和管状垫圈。对Misinec来说，更复杂的是，变革所需的新设备、软件和培训将削减大河公司的利润。这并不是Misinec想要的方向，这家位于俄亥俄州阿什塔布拉的工厂有200名员工，年销售额为3000万美元。

Misinec需要的是一个能够提高生产效率和减少废料的综合系统。

“从技术角度来看，整合不同供应商的产品和架构是非常困难的，”Misinec说。“我们使用不同的公司生产plc、电机驱动器、人机界面、计数器和计时器，然后你必须整合机械部件。如果公差不合适，就很难将它们组合在一起。自动化和控制系统也是如此。”

从1987年开始与大河公司合作的原始供应商离开是一个艰难的步骤，但米西涅克知道必须迈出这一步。因此，他立即开始用西门子基于pc的自动化解决方案替换公司的自动化和控制系统，包括plc和HMI设备。

格兰德河的生产过程

该公司的垫片制作流程从收到24 x 36英寸的垫片开始。1/2英寸的薄片。由定制的混合器制成的厚橡胶。板材被挤压成各种内径和外径(内径和外径)的管状。在固化操作中，橡胶被加工并被赋予“记忆”。然后，它被磨成一个精确的外径规格。在最后阶段，车床把橡胶切成垫圈，然后用分切机把它们从管子的一端引到另一端。成品垫圈被装箱并运送到许多市场的客户，包括集装箱，热水器和快速断开耦合行业。

西门子的方法是用基于软件的平台取代硬件平台。27台车床切割机都配备了Simatic WinAC控制器，用于基于pc的自动化。WinAC控制器使用CP5613 PCI卡通过1.5 Mbaud的Profibus网络与每台机器上安装的ET-200M I/O和西门子Micromaster驱动器进行通信。每台机器还配备了一个Simatic TP170B触摸面板。

“由于涉及的机器数量众多，这个项目从头到尾花了一年半的时间，”Misinec说。“我们无法一次把它们都拿出来改造，所以我们一次只做一个。”

虽然改造背后的驱动力是减少废料，但Misinec也想摆脱基于硬件的平台。“硬件平台有一个固定的扫描时间，你不能改变它，”Misinec说。“PC的操作可以通过你分配多少内存和机器进程来改变。突然之间，通过调整扫描时间，我们从每分钟80件产品跃升至140件。”

减少浪费，增加利润

今天，由于这一转变，大河橡塑已经减少了5%的原材料消耗。

“我们已经在两年内收回了对新自动化系统的投资，”Misinec说。“我们每个月上线一台机器，所以一旦机器启动并运行，投资就会收回。这显示了将扫描时间从40毫秒降低到1毫秒可以节省多少钱。”

减少设置车床切割机所需的时间也是改造成功的关键。将垫圈切割到合适的规格是该工艺的四个关键功能之一。一个区域的任何延迟或停机都会影响其他三个区域，并导致生产停止。

“与传统的硬接线相比，我们在改造每台机器上节省了大约20%的时间，”Misinec说。“Profibus在这里发挥了重要作用，用电缆减少了大量布线。”

机器停机时间也大大减少。这些机器过去每班需要维修4个小时。现在很少叫维修了。“我们的检查成本也减少了50%，”Misinec说。

由于这一初步部署的成功，大河橡塑公司正在全厂范围内采用西门子的全集成自动化平台。Misinec表示，该公司目前正在新一代的刺刀机、磨床和切割装置上安装西门子的产品。此外，该公司正在将Simotion机器控制技术应用于其车床切割机，努力进一步减少安装时间和废料。Simotion将运动控制、逻辑和其他技术功能(包括温度和气动控制)集成到一个单一的集成系统中。

Misinec的一些同事质疑在改造过程中丢弃新设备的成本效益。然而，在每台机器完成后，他们的担忧都得到了有益的结果。

“我们已经取得了巨大的成功，从PLC到基于pc的解决方案，”Misinec说。“由于我们从硬件平台切换到软件平台，我们减少了5%的废品，并减少了50%的二级运营商费用。这一切都是为了盈利。”

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