采石场的产量是产量的两倍

面对完成其历史上最大的项目之一，加利福尼亚北部的采石场Canyon Rock使用系统集成商和通用编程软件来满足最后期限，通过代码的可重用性节省编程时间，简化培训，并启用诊断以确定任何设备上的任何地方的故障。该公司知道，成功取决于对其运营方式做出重大改变——而且要迅速做出改变——使用自动化和软件，这些自动化和软件可以在项目的后续阶段复制成功。该公司必须将产量增加一倍，以满足刚刚赢得的竞标的规格要求。

认识到如此显著地增加产能需要重大的现代化改造，该公司转向其长期的自动化分销商来实现这一目标。峡谷岩生产骨料和混凝土。40多年来，采石场帮助建立了该地区的基础，为索诺玛县及其周边地区提供了优质的岩石、混凝土混合物和沙子。它的岩石存在于周围的道路、铁路路基、飞机跑道、商店、公园和学校。

公司不断将先进技术融入到运营中，升级设施和设备，努力实现可持续发展，成为环境友好的好邻居。该公司每年都在采石场的填海地区种植树木，并保持其车队的表现高于目前的排放法规标准，从而将碳足迹降至最低。该公司是当地第一家从1975年开始回收混凝土和沥青的骨料生产商，这种做法一直持续到今天。

自动化的现代化

然而，峡谷岩刚刚接受的主要工作却带来了新的挑战。领导层最近发生了变化，公司的控制权从一代传到另一代。先前的管理一直满足于传统的技术;目前的管理认识到采用最先进技术的好处。扩展和自动化操作的好处是很难忽视的。

具体来说，该公司试图通过使用更大比例的传送带而不是装载机来将材料从一个地方转移到另一个地方，从而最大限度地减少噪音污染。通过使用复杂的控制器、电机启动器和变频驱动器(vfd)实现物料处理操作的自动化，Canyon Rock可以继续减少碳足迹，降低燃料成本，同时显著提高吞吐量。

该公司必须履行合同义务，这是一项规模庞大、时间敏感的工作。出现了两项迫切需要:

1. 生产集料的能力加倍
2. 尽量减少劳动力成本。

满足现代化的需求和合同的规范将需要资源的协作。首先，Canyon Rock请来了一家成立于1955年的自动化分销商，这家分销商在大约40年前帮助建造了最初的工厂。当采石场显然需要一个交钥匙解决方案时，EandM的子公司系统集成商Serra帮助提供了一个经济高效、及时的解决方案，使Canyon Rock能够:

• 满足合同的最后期限
• 消除或减少操作停机时间
• 推进柔性制造。

Serra采用高质量的自动化，拥有卓越的声誉，全球支持和服务，并为同一自动化公司的所有组件提供通用编程软件。这个概念促进了使用一个系统平台和具有统一操作接口的工具对所有自动化组件的统一处理。这个复杂但易于使用的软件包帮助Canyon Rock在规定的期限内实现了目标，通过代码的可重用性节省了编程时间，员工只需要学习一个软件包，并且可以在任何设备上的任何地方诊断故障。

满足对速度的需求

随着时间的流逝，Canyon Rock、它的分销商、系统集成商和自动化公司共同完成了一个项目，截至撰写本文时，该项目总计耗资328,000美元。这项工作预计完成后将耗资50万美元，首先是在工厂范围内安装Profinet通信网络，并纳入多个产品线，包括19英寸可编程逻辑控制器(plc)。监控和控制整个工厂的人机界面(hmi)，两种具有软启动和电机管理功能的电机启动器，变频器，各种输入/输出(I/O)设备，试点设备，断路器，终端和通用编程软件。

速度是当务之急。“我们面临着难以置信的快速调试，”Serra的工程经理格兰特·舒尔茨(Grant Schulz)解释说。“我们从一开始就落后于计划。我们为采石场做了基本的电机启动面板，但没有基于plc的自动化。在过去，简单的电机启动器就足以驱动运行。”目前管理层对自动化和技术的坚定信念使我们有机会将最先进的控制和系统带到船上，Schulz说。

在如此规模的项目中，每个阶段的调试需要四到六周的时间，但Canyon Rock只有一周的时间来完成该任务，以满足合同条款。如果该公司未能在规定的时间内交付，将受到重大处罚。此外，改造必须在现有作业很少或没有停机时间的情况下完成。

舒尔茨说:“我们需要一种迎头赶上的方法。”他补充说，通用编程软件很有帮助，因为来自一家自动化供应商的所有产品都可以用一个软件包进行编程。“一个更传统的方法将需要三到四个软件工具和三到四个诊断工具”来做同样的事情。“它使我们能够以其他诊断工具无法比拟的速度高效地推出系统。”

所有的项目组件都可以使用一个软件包进行编程，Canyon Rock和Serra认为这是实现项目目标的主要原因。舒尔茨说，有了一个软件包，“一切真的都开始了”。“我们能够在一周内完成所有任务。”至于通用编程软件，“我们不可能这么快就完成。我们不可能履行合同义务。”

项目阶段，工业以太网

采用分阶段的方法也有助于为改进铺平道路。跟随物料从骨料到砂的一般流动，Serra将工作分为五个阶段:

• 剥去或移走可用的裸露岩石并将其装入系统
• 岩石破碎
• 二次筛选，包括将骨料分选成不同大小
• 第三次筛选，或再筛选，分离较细的颗粒
• 洗的植物。

分阶段方法的成功很大程度上取决于新应用的通信体系结构Profinet的实现。“在这个项目之前，工厂没有网络，”舒尔茨指出。“一旦我们为整个工厂推出了一个主干，并将所有组件放在一个公共网络上，plc就可以与人机界面通信，人机界面可以与变频器和电机监控设备通信。”

面对在整个现代化过程中保持工厂所有区域的生产和运行，Serra人员一次升级一个区域或工艺。

舒尔茨说:“当一个项目完成后，我们称其为完成，并继续进行下一个项目。”“到目前为止，我们已经在四个独立的项目中完成了四个领域。这将影响降到最低。随着我们对整个工厂的改进，生产仍在继续。”

舒尔茨赞扬了通用编程软件，因为他认为分阶段方法的好处。

他解释说:“每个阶段都需要基本相同的元素。“一旦第一阶段完成，大部分工作就完成了。为plc、vfd甚至hmi开发的标准化代码库都是可重复使用的”，使用通用编程软件，这“使我们能够缩短设计周期和安装周期”。我们知道第二阶段的功能会起作用，因为它们已经在第一阶段进行了测试和应用。”舒尔茨补充说，编程软件使操作更加灵活。

“全局库允许您重用项目的部分内容并一次又一次地共享它们。我们不是在重复发明轮子，我们节省了很多编程时间。”

第一阶段耗时4.5个月完成。包括调试在内，第4阶段的规模至少比第1阶段大30%，耗时一个月。舒尔茨说:“经验越丰富，速度越快。”“编程人机界面比编程plc要快;VFD的调试速度比之前的组件更快，因为后续的标准化组件可以重复使用。”

简单的设计;更容易启动

该现代化项目于2013年2月开始，于2015年初完成。在五个阶段的第四个阶段，峡谷岩的产量翻了一番。更多的
预期容量超过150%;产量将从每天4000吨增加到10000吨。其他好处包括通过在整个工厂中整合Profinet，减少了项目所需的布线数量。Schulz解释说:“我们使用了一根Profinet电缆，而不是传统的从一台PLC到一台变频器的六根电线。

“该网络是实现Canyon Rock想要和需要的自动化水平不可或缺的一部分。由于网络连接，采石场现在可以做其他事情了。目前，我们正在将一些非传统设备整合到网络中，为以前由人工控制的工厂部分提供远程监控访问。”

目前的努力有希望在未来取得更大的进展。舒尔茨说:“我们一开始在这个项目中有五个主要阶段。“在此过程中，我们选择了六到六个额外的小型项目，将单个功能或较小的控制岛屿纳入到更大的画面中。”EandM、Serra和Canyon Rock都对现代化的结果和自动化产品、程序和系统的性能表示满意。舒尔茨说:“如果你打开我们为Canyon Rock制造的一个橱柜的门，”除了电线盘、电线、螺母和螺栓外，其他所有东西都来自同一家自动化公司。“有了Profinet，我可以插入一个组件，它就能工作。我不需要排除故障。我不用担心这个。我知道这从一开始就会奏效。”

- Keith Moreland是西门子工业公司的产品营销经理。编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

• 采石场需要大幅增加产量以履行合同。
• 自动化使产量翻了一番。
• 通用编程软件使第一阶段的成功大大降低了后续阶段的成本。

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