Производитель кормов для домашних животных уделяет особое внимание устранению сбоев

Сталкивались ли вы когда-нибудь с необходимостью модернизации технологий при минимальном риске, предотвращении остановок производства и максимальном увеличении окупаемости инвестиций? Если да, то вы не одиноки. В 2006 году компания Hill’s Pet Nutrition осознала необходимость модернизации существующей системы ввода-вывода на своем заводе в Кентукки, чтобы исключить периодические сбои, связанные с аналоговыми входами. Компания внедрила технологию управления на основе программируемого контроллера автоматизации (PAC) Allen-Bradley ControlLogix от Rockwell Automation с минимальным временем простоя. Миграция технологий также помогла устранить сбои ввода-вывода и упростить программирование программного обеспечения.

Корм для домашних животных Hill’s, основанный более 50 лет назад ветеринаром, доступен в 86 странах с объемом продаж более 1 миллиарда долларов. В компании работает более 150 ветеринаров, диетологов и ученых-диетологов.

Периодические сбои, связанные с аналоговыми входами, означали, что при техническом обслуживании пришлось бы обращаться к стойке ввода-вывода, отключать карту и повторно подключать ее, чтобы модуль снова заработал.

«Все наши процессы управления технологической линией экструдера передаются через аналоговый вход, поэтому, когда эта связь не работает, процесс по существу прекращается», - говорит Шейн Симмонс, системный инженер Hill’s Pet Nutrition. «После того, как линия экструдера остановится, может потребоваться до полутора часов, чтобы перенастроить систему и вернуть процесс в оперативный режим».

Кроме того, поиск новых карт становился все труднее, потому что продавец их больше не производил. Единственный другой вариант - их отремонтировать, что может привести к задержкам и затратам.

Хилл также был обеспокоен наличием разрозненных контроллеров на линиях сырьевых материалов, экструзии и упаковки, а также двойных контроллеров на линии дозирования, используемых для обеспечения жестких допусков в процессе смешивания ингредиентов. Ненадежное обслуживание, снижение осведомленности операторов, а также рост затрат на обслуживание и поддержку указали на веские аргументы в пользу миграции системы управления.

«Ввиду постоянных проблем с надежностью нашей системы ввода-вывода и того, что существующие контроллеры подходят к концу своего технологического жизненного цикла, мы поняли, что пришло время для серьезной модернизации обеих платформ», - объясняет Симмонс. «Нам нужна была гибкая, высокопроизводительная система управления, которую можно было бы интегрировать в нашу существующую инфраструктуру с минимальным воздействием и предоставить технологическую основу, которая позволила бы нам расти в будущем, защищая наши прошлые инвестиции».

Возможно, самой большой проблемой было определение того, как реализовать одновременное обновление обеих платформ, минимизируя влияние на производственную среду. Инженеры определили, что лучшим стратегическим подходом будет внедрение модернизации как части многоэтапного процесса, особенно с учетом высоких производственных требований завода и потенциального воздействия на несколько линий.

Компания Hill’s решила перейти на Rockwell Automation и ее ControlLogix PAC. Ключевым фактором при принятии решения была способность ControlLogix PAC сканировать существующие карты ввода / вывода, а также обмениваться данными с другими контроллерами на предприятии. Это решение предложило компании Hill’s экономичный способ преобразования существующей системы ввода-вывода на платформу ввода-вывода Allen-Bradley Flex в рамках многофазной реализации.

Первый этап начался в начале 2008 года с перевода первой из четырех линий экструдера на технологию ControlLogix PAC. Инженеры просто отключили ввод-вывод от существующей системы и подключили ее к ControlLogix PAC, чтобы протестировать ее по выходным. Затем инженеры подключили его обратно к исходной системе с минимальным влиянием на производство в течение недели. Это помогло свести к минимуму время простоя, позволяя выполнять поэтапное обновление.

«Вероятно, это было одним из главных факторов, способствовавших продаже этого проекта», - говорит Симмонс. «Осуществление этого преобразования не потребовало остановки линии как минимум на период от шести месяцев до года для замены более 10 стоек ввода-вывода, что было бы совершенно неприемлемо для нашей работы из-за высокой стоимости простоев».

Стандартизация поддерживает интеграцию в масштабах предприятия
Обновление ControlLogix PAC также позволит предприятию перейти к стандартизации сетевых коммуникаций EtherNet / IP. В настоящее время завод обслуживает несколько сетей, включая DeviceNet, Modbus Plus и Data Highway Plus. Сведение их к единой сетевой архитектуре поможет предприятию упростить обслуживание и устранение неисправностей, а также приведет к лучшей интеграции предприятия.

Факторы, способствующие миграции, также сыграли ключевую роль в поэтапном подходе Hill’s. Два использованных средства миграции были предоставлены партнерами по продукту Encompass в Rockwell Automation PartnerNetwork:модуль Automation Network X-change (AN-X) от Quest Technical Solutions и двухпортовый коммуникационный модуль Modbus Plus от ProSoft Technologies. P>

Модуль AN-X служит базой данных для всех интерфейсов ввода-вывода и ControlLogix PAC, связывая и отображая их вместе без каких-либо проблем. Этот модуль, который заменил существующий сканер ввода-вывода, автоматически считывает всю информацию с карты ввода-вывода и передает информацию в ControlLogix PAC через Ethernet, обеспечивая возможности связи в масштабах всего предприятия.

Он также предлагает новые теги, которые можно импортировать в программное обеспечение для программирования Rockwell Software RSLogix 5000. Это позволяет упростить обращение к конкретным данным ввода / вывода в контроллере.

Двухпортовый коммуникационный модуль Modbus Plus действует как модуль ввода-вывода между существующей сетью Modbus Plus и объединительной платой контроллера ControlLogix. Это помогает облегчить доступ к памяти процессора для передачи данных между процессом и модулем. Регистровое пространство на 4000 слов в модуле обеспечивает обмен данными между ControlLogix PAC и существующей сетью, что позволяет платформе ControlLogix PAC подключаться напрямую к существующей сети в качестве однорангового узла.

Релейная логика используется для передачи данных между модулем и PAC. Данные конфигурации получаются через определяемую пользователем релейную диаграмму. Другие потенциальные приложения Hill’s включают подключение контроллеров ControlLogix к контроллерам Modicon и подключение устройств, говорящих по протоколу Modbus Plus, таких как приводы, реле и оборудование для контроля мощности, к объединительной плате контроллера Rockwell Automation.

Продолжающаяся модернизация первой линии экструдеров будет включать преобразование существующего контроллера в ControlLogix PAC, а также около 10 стоек ввода-вывода на платформу ввода-вывода FLEX. Существующая сеть Modbus Plus в конечном итоге будет заменена на EtherNet / IP.

Кроме того, по мере обновления частотно-регулируемых приводов на заводе они будут заменены приводами Allen-Bradley PowerFlex 70.

За счет уменьшения проблем с надежностью ввода-вывода и сокращения времени простоя предприятие ожидает увеличения производительности примерно на 5 процентов. Кроме того, возможности высокоскоростной обработки ControlLogix PAC позволят предприятию заменить два контроллера на линии дозирования одним контроллером.

Ценная поддержка программирования
После внедрения ControlLogix PAC завод получит доступ к местной поддержке в Боулинг-Грин, штат Кентукки, через местного авторизованного дистрибьютора Allen-Bradley, а также через службы поддержки Rockwell Automation. Это особенно важно, когда речь идет о поддержке программирования для стандартного пакета программирования RSLogix 5000, используемого с ControlLogix PAC.

«Быстро найти знающего программиста может быть непросто, особенно в этой части страны», - говорит Симмонс. «Найти программистов для контроллеров Allen-Bradley оказалось гораздо проще - теперь у нас будет гораздо больше возможностей».

Программное обеспечение RSLogix 5000 содержит дополнительные инструкции, которые позволяют инженерам создавать наборы обычно используемых пользовательских инструкций, которые можно легко повторно использовать без изменений. Это позволяет предприятию создавать стандартизированные библиотеки, которые могут помочь сократить время программирования и обеспечить единообразие, чтобы упростить поиск и устранение неисправностей и сократить расходы на обучение.

«Различные подрядчики, работающие над несколькими процессорами на всем заводе, привели к тому, что за эти годы разрабатывался разнообразный программный код, что увеличило сложность программирования и потребность в более специализированном программном обеспечении», - говорит Симмонс. «Теперь, когда мы программируем на предприятии, большая часть нашего кода будет выглядеть одинаково, предоставляя инженерам более стандартизированные инструкции и большую согласованность между системами».

Кроме того, программирование на основе тегов, присущее программному обеспечению RSLogix 5000, позволит предприятию сохранить текущую конфигурацию проводки ввода / вывода без изменения большого количества полевых устройств. Это поможет значительно сэкономить время и деньги на настройку.

Следующий этап миграции
«С ControlLogix PAC мы уверены, что теперь у нас есть стабильный, долгосрочный путь миграции, который позволит нам защитить наши инвестиции и масштабировать технологию для удовлетворения наших долгосрочных потребностей», - поясняет Симмонс.

Проект модернизации будет осуществляться поэтапно в течение пяти лет и будет включать обновление как минимум шести существующих контроллеров завода, включая распределенную систему управления (DCS), программируемые логические контроллеры (PLC) и контроллеры движения, до платформы ControlLogix PAC. Модернизация затронет все основные производственные линии завода, в том числе четыре линии экструдеров, линию сырьевых ингредиентов, линию дозирования и линию упаковки.

Компания также использует этот проект в качестве модели для других своих заводов, включая новый завод в Эмпории, Канзас, который будет основан на технологии ControlLogix PAC.

«Этот проект является испытательной площадкой для этого завода, поскольку они включают в себя многие наши спецификации и очень внимательно следят за тем, что мы делаем на этом участке», - говорит Симмонс. «Мы лидируем в разработке нашей дорожной карты новых технологий».

Для получения дополнительной информации о решениях Rockwell Automation для миграции посетите сайт www.rockwellautomation.com/go/tjmg.

Технические решения Quest
www.rockwellautomation.com/go/p-quest

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