宠物食品制造商专注于消除故障

您是否曾经在技术升级的同时将风险降至最低、避免工厂停工和最大限度地提高投资回报而苦苦挣扎？如果是这样，你并不孤单。 Hill's Pet Nutrition 于 2006 年认识到需要升级其肯塔基工厂的现有 I/O 系统，以消除涉及模拟输入的周期性故障。该公司实施了基于罗克韦尔自动化 Allen-Bradley ControlLogix 可编程自动化控制器 (PAC) 的控制技术，停机时间很少。技术迁移还有助于消除 I/O 故障并简化软件编程。

Hill's 宠物食品由一位兽医在 50 多年前创立，在 86 个国家/地区有售，销售额超过 10 亿美元。公司拥有150多名兽医、营养师和食品科学家。

涉及模拟输入的周期性故障意味着必须对 I/O 机架进行维护，拔下卡并重新连接，以便模块重新开始工作。

“我们对挤出机生产线的所有过程控制都通过模拟输入进行通信，因此当通信失败时，它实际上会关闭过程，”希尔宠物营养公司的系统工程师 Shane Simmons 说。 “一旦挤出机生产线关闭，重新配置系统并使流程重新上线可能需要长达一个半小时的时间。”

此外，由于供应商不再生产替换卡，因此寻找替换卡变得更加困难。唯一的其他选择是修复它们，这可能会增加延迟和成本。

Hill 还担心其原材料、挤出和包装线上的不同控制器以及其配料线上的双控制器，用于在其成分混合过程中保持严格的公差。不可靠的服务、操作员知识的下降以及维护和支持成本的增加都为控制系统迁移提供了强有力的理由。

“随着我们的 I/O 系统和现有控制器技术生命周期接近尾声的持续可靠性问题，我们意识到是时候对这两个平台进行重大升级，”西蒙斯解释道。 “我们需要一个灵活、高性能的控制系统，它可以以最小的影响集成到我们现有的基础设施中，并提供一个技术框架，使我们能够在保护我们过去的投资的同时在未来顺利发展。”

也许最大的挑战是确定如何同时升级两个平台，同时最大限度地减少对生产的影响。工程师确定最佳战略方法是将升级作为多阶段过程的一部分实施，特别是考虑到工厂的紧张生产需求和对多条生产线的潜在影响。

Hill 决定迁移到罗克韦尔自动化及其 ControlLogix PAC。做出决定的一个关键因素是 ControlLogix PAC 能够扫描现有 I/O 卡，同时还能与工厂中的其他控制器进行通信。作为多阶段实施的一部分，该解决方案为 Hill 提供了一种经济高效的方式，将其现有 I/O 转换为 Allen-Bradley Flex I/O 平台。

第一阶段于 2008 年初开始，将其四条挤出机生产线中的第一条转换为 ControlLogix PAC 技术。工程师只需从现有系统中拔出 I/O 并将其插入 ControlLogix PAC 即可在周末对其进行测试。然后，工程师会将其重新插入原始系统，而在一周内对生产的影响最小。这有助于最大限度地减少所需的停机时间，同时允许分阶段升级。

“这可能是该项目出售的最大因素之一，”西蒙斯说。 “实施这种转换不需要将生产线停机至少 6 个月到一年以更换超过 10 个 I/O 机架，由于停机成本高，这对我们的运营来说是完全不可接受的。”

标准化支持全厂整合
ControlLogix PAC 的升级也将使工厂朝着 EtherNet/IP 网络通信标准化的方向发展。目前，该工厂维护着多个网络，包括 DeviceNet、Modbus Plus 和 Data Highway Plus。将这些缩小到单一网络架构将有助于工厂简化维护和故障排除，并实现更好的全厂集成。

迁移推动者也在 Hill 的分阶段方法中发挥了关键作用。所使用的两个迁移推动器由参与罗克韦尔自动化合作伙伴网络的 Encompass 产品合作伙伴提供：Quest Technical Solutions 的自动化网络 X-change (AN-X) 模块和 ProSoft Technologies 的 Modbus Plus 双端口通信模块。

AN-X 模块用作所有 I/O 和 ControlLogix PAC 接口的数据库，以无缝方式将它们链接和映射在一起。该模块取代了现有的 I/O 扫描器，可自动读取所有 I/O 卡信息，并通过以太网将信息传递给 ControlLogix PAC，提供全厂范围的通信功能。

它还提供可导入 Rockwell Software RSLogix 5000 编程软件的新标签。这样可以更轻松地引用控制器中的特定 I/O 数据。

Modbus Plus 双端口通信模块充当现有 Modbus Plus 网络和 ControlLogix 控制器背板之间的 I/O 模块。这有助于更轻松地访问处理器内存以在进程和模块之间传输数据。模块中 4,000 字的寄存器空间在 ControlLogix PAC 和现有网络之间交换数据，允许 ControlLogix PAC 平台作为对等方直接连接到现有网络。

梯形逻辑用于模块和 PAC 之间的数据传输。配置数据通过用户自定义梯形图获取。 Hill 的其他潜在应用包括将 ControlLogix 控制器连接到 Modicon 控制器，以及将支持 Modbus Plus 的设备（例如驱动器、继电器和电力监视器硬件）连接到罗克韦尔自动化控制器背板。

第一条挤出机生产线的持续升级将涉及将现有控制器转换为 ControlLogix PAC，并将大约 10 个 I/O 机架转换为 FLEX I/O 平台。现有的 Modbus Plus 网络最终将被 EtherNet/IP 取代。

此外，随着工厂中变频驱动器的更新，它们将被替换为 Allen-Bradley PowerFlex 70 驱动器。

通过减少 I/O 可靠性问题和减少停机时间，该工厂预计生产力将提高 5%。此外，ControlLogix PAC 的高速处理能力将使工厂能够用一个控制器替换其配料线上的两个控制器。

有价值的编程支持
实施 ControlLogix PAC 后，该工厂将可以通过其当地授权的 Allen-Bradley 分销商以及罗克韦尔自动化支持能力获得位于肯塔基州鲍灵格林的当地支持。当涉及到与 ControlLogix PAC 一起使用的标准 RSLogix 5000 编程包的编程支持时，这一点尤其重要。

“在短时间内找到一位知识渊博的程序员可能是一个挑战，尤其是在该国的这个地区，”西蒙斯说。 “为 Allen-Bradley 控制器定位程序员是一个更容易的提议——我们现在将有更多选择。”

RSLogix 5000 软件具有附加指令，允许工程师创建常用的自定义指令集，无需修改即可轻松重复使用。这让工厂可以创建标准化的库，有助于减少编程时间并提供一致性，以帮助简化故障排除和降低培训成本。

“多年来，在整个工厂的多个处理器上工作的不同承包商导致开发了各种软件代码，这增加了编程的复杂性和对更专业的软件专业知识的需求，”西蒙斯说。 “现在，当我们在整个工厂进行编程时，我们的更多代码将看起来相同，从而为工程师提供更标准化的指令和系统之间更高的一致性。”

此外，RSLogix 5000 软件中固有的基于标签的编程将允许工厂保持其当前的 I/O 接线配置，而无需更改大量现场设备。这将有助于节省大量的配置时间和成本。

迁移的下一步
“借助 ControlLogix PAC，我们相信我们现在拥有稳定、长期的迁移路径，这将使我们能够保护我们的投资并扩展技术以满足我们的长期需求，”西蒙斯解释道。

升级项目将在五年内分阶段实施，涉及将至少六个工厂现有控制器升级到 ControlLogix PAC 平台，包括分布式控制系统 (DCS)、可编程逻辑控制器 (PLC) 和运动控制器。升级将涉及工厂的所有主要生产线，包括4条挤出机线、1条原料线、配料线和包装线。

该公司还将该项目用作其他工厂的模型，包括位于堪萨斯州恩波利亚的一座新工厂，该工厂将基于 ControlLogix PAC 技术。

“该项目是该工厂的试验场，因为它们纳入了我们的许多规范，并密切关注我们在该站点所做的工作，”西蒙斯说。 “我们在定义新技术路线图方面处于领先地位。”

有关罗克韦尔自动化迁移解决方案的更多信息，请访问 www.rockwellautomation.com/go/tjmg。

Quest 技术解决方案
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ProSoft 技术
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