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还在苟延残喘?为何要升级到边缘可编程工业控制器?

来源:控制工程网2021.09.30阅读 4440

  作为一家专门从事深层渗碳、碳氮共渗和中性硬化的旋转热处理公司,美国金属加工公司(AMP)急需进行自动化升级,以确保可靠运行。
  该公司的控制系统部件于1990年代后期投入使用,有些部件经常出现故障,还有一些已经接近使用寿命,而且自动化人员无法提供现场支持服务,“我们知道,这是在苟延残喘。”AMP公司总裁Grant Pinkos如是说。
  意识到需要进行现代化改造后,Pinkos还看到了对该系统进行改造升级的机会。他说:“我们希望它不仅仅是一个控制系统。我们还希望它变得更智能。”
  对于AMP公司而言,这意味着要解决对自动连锁和报警通知的需求,还需要集成其后端结构化查询语言(SQL)数据库,该数据库用于存储物料跟踪和处理配方数据。

图1:在AMP的7个升级熔炉生产线中,有一个部署了Opto22的groov EPIC(边缘可编程工业控制器),它采用了现代、灵活的控制器架构。图片来源:Opto22

  升级老旧的控制系统
  鉴于其控制系统升级的范围——包括计算机称重、燃烧器控制和驱动控制,以及这些其他机会性的改进,AMP公司知道它需要一个定制化的解决方案。在研究了最新技术之后,他们决定采用边缘可编程工业控制器来实现价值最大化和功能多样性。
  即使内部没有控制专家,Pinkos也有信心承担起这项任务。“可以预见,各个部分将会融合在一起……当意识到可以使用边缘控制器记录数据时,这为我们打开了另一扇门。一旦找到批次跟踪数据库通过REST调用从控制器中提取数据的方法,我们就有了一个完整的解决方案。”
  短短几个月后,在其中一个现有可编程逻辑控制器(PLC)最终失效之前,AMP就成功将设计投入使用,而其成本仅为传统解决方案的一小部分。

图2:新的操作界面,整合了来自多个来源的数据,包括IP摄像机和工作单数据库等。

  更智能的设计
  AMP公司共有7个熔炉生产线,每条生产线均由5个阶段组成(进料、洗涤、加热、淬火和输送),每个阶段均由独立的控制装置运行。Pinkos的设计将许多控制元素整合到一个程序中。然后,使用控制器的嵌入式人机界面(HMI)服务器,创建了一个统一的操作界面,还集成了其它数据源:IP摄像画面、过程趋势和报警通知。
  然后,除了在炉子周围用灯光和声音信标发出过程报警信号外,AMP还将边缘控制器连接到公司的PA系统。利用控制器的嵌入式IoT引擎,在公司的运营数据库中查询发生的报警,生成每个报警的字符串表示形式(例如,“回火炉204过热报警”),并通过文本到语音(TTS)功能发送该字符串,创建独特的音频公告,将运行人员引向需要注意的特定设备。

图3:Opto22的groov EPIC提供了一个嵌入式应用程序生态系统,用于可视化、设备集成、连接和数据处理。

  启用集成的配方管理
  通过将熔炉生产线的控制器连接到公司数据库,新系统可以将配方管理和工作单跟踪集成到控制程序和HMI中,这是解决难题的最后一部分。
  运行人员不需手动从另一台计算机上复制配方参数,控制器从数据库中查询适当的过程量(进料速度、干馏速度、温度、振荡周期等),并将其馈送到控制程序。然后,将运行人员输入的定单信息与从运行中捕获的过程数据一起,记录到数据库中。
  AMP公司的许多客户都是汽车行业原始设备制造商(OEM)的一级和二级供应商,因此AMP很清楚,从长远来看对紧密集成进行投资是很重要的。这些变化还有助于减少运行人员错误,简化24/7过程监控并提高客户的信心。Pinkos说:“新系统易于理解,甚至更易于可视化,这在现有客户中建立了信心,并有助于吸引新客户。” (作者:Josh Eastburn)