工業(yè)OEM商有一個基本問題：“我們能否證明給機器控制系統(tǒng)升級是合理的？ ”不同的工業(yè)OEM商選擇不同的時機，但答案是肯定的，是時候該向前進了—盡管有許多風險和隨之而來的新技術(shù)配置問題。

在客戶認識到那些已有的業(yè)務(wù)問題之前，他們總是在其它方面要求更高的效率、性能、質(zhì)量和安全性。這些需求總是借由那些提供機器給客戶的OEM商們的知識、技術(shù)和好的業(yè)務(wù)判斷力來得以滿足。

機器制造商們找到升級的理由會因時機變化而變化。本文探討了幾個工業(yè)機器制造商決定他們是否能夠和是否應(yīng)該投資，及冒險的方式。

當升級理由變化時，最終結(jié)果卻是一樣的 —他們的客戶意識到實質(zhì)利益，而機器制造商們鞏固了他們的市場地位。

人工控制會扼殺連續(xù)性

Extru-Tech公司是一個擠出設(shè)備制造商，產(chǎn)品銷售到國際上的寵物食品、水產(chǎn)業(yè)、畜牧業(yè)和人類食品工業(yè)。它對升級控制系統(tǒng)的決定，首先是為了迎合其客戶不斷增長的期望。

這些飼料的配方要求以準確的比例度量混合飼料，送至擠壓系統(tǒng)，并加上蒸汽、水、油，色素、化學品等，經(jīng)常還要加些新鮮的肉類。

“起著決定作用的水份有較大的變動，這就直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性和最基本的利潤。” Extru-Tech公司銷售總監(jiān)William Huseby說。

Extru-Tech公司的機器提供人工控制方式有多年歷史，也達到了滿意的效果。但是以現(xiàn)在的環(huán)境、勞動力成本及原材料等因素來看，利用控制自動化變成底線操作的必備條件。

Huseby等人認識到：生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量這兩者對客戶來說至關(guān)重要；而且提高自動化水平將有助于保證上述兩者—即使操作人員有變動。

“更換時間的減少關(guān)系到在線混料的能力，以及是否可能從運行一種配方改為執(zhí)行另一種配方?！盚useby說。

Bachelor Controls公司（www.bachelorcontrols.com）與Extru-Tech公司合作，研發(fā)了Autopilot擠出控制系統(tǒng)。據(jù)報告顯示，使用Extru-Tech配有Autopilot擠出控制系統(tǒng)的設(shè)備在產(chǎn)量上有10%的增長。根據(jù)Huseby所言，客戶已經(jīng)有報告顯示控制方面的加強使得他們提高了40%以上的生產(chǎn)率，其中因減少更換時間而提高的那部分高達66%。

把業(yè)務(wù)問題打包

一個好的控制系統(tǒng)集成商會幫助一個制造商理解諸如支持控制系統(tǒng)升級合理性等問題。“當Concept Systems公司看到機會時，我們盡量找出并顯示在未來六個月中的投資回報?！痹摴究偛肊d Diehl說。

Diehl說，提高質(zhì)量控制可減少廢品，它與降低能耗、增加生產(chǎn)率都是決定它們是否能為客戶“全部跟進”新的自動化。

Diehl指出，有時你會在提高了客戶的操作數(shù)據(jù)集合之后，才下決心升級。SpaceKraft公司就是這樣一個例子。該公司是Weyerhaeuser公司（制造可循環(huán)利用大容器）的一個業(yè)務(wù)單元，它們的瓦楞紙盒被設(shè)計用于裝運這些大量的液體。

在討論SpaceKraft公司的生產(chǎn)問題時，Concept公司顯然從過程控制數(shù)據(jù)（從Rockwell Automation的PlantMetrics軟件中得到）中收集了許多信息，有助于做出自動化方面的決定。

SpaceKraft公司生產(chǎn)經(jīng)理Glen Lawson起初只計劃實施另一個資金項目，但是當Concept公司在工廠安裝了PlantMetrics，并運行了一個設(shè)備綜合效率（OEE，Overall Equipment Effectiveness）分析時，結(jié)果顯示SpaceKraft工廠有別的瓶頸問題，遠甚于經(jīng)理最初所想。最后，封蓋過程被確定為整個廠的瓶頸問題。

通過增加圖像式人機界面和安裝PlantMetrics質(zhì)量分析軟件，縮短卷紙機和封底機停工期的機會被找到了。該軟件允許工廠的操作員分析出無效過程的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的準確位置。Lawson說：“排除瓶頸的結(jié)果顯示，經(jīng)測量，提高的增長/產(chǎn)出量達到31%?！?/p>

告別無成長前景的機器

升級的理由還來源于認識到何時告別那些可靠但成長有限的自產(chǎn)、系列模式的專有控制。Miller Weldmaster公司（www.weldmaster.com）專注于旋轉(zhuǎn)熱密封設(shè)備已有30多年歷史，在熱塑性塑料工業(yè)領(lǐng)域中享有國際聲譽。

它的Multi-Sealer網(wǎng)狀加工機器可以對熱塑性塑料卷材運行五種基本功能。該機器展開未加工的熱塑織物，折疊，并沿著織物的兩個邊緣熔接摺邊，還積存材料以滿足整條生產(chǎn)線的恒定拉力和速度的要求。最后機器精確地按照用戶指定的長度裁切完成的織物。

“Miller Weldmaster公司的標準機器常被用于制作防水油布，建筑類產(chǎn)品（如柔韌的管道）、廣告牌和和服裝，”Miller Weldmaster公司總工Brain Henry說，“這種類型的機器配用專有的硬連線控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)要求操作人員頻繁地做機械調(diào)整，以設(shè)定切割長度和接頭。這些機械設(shè)置工作在每次產(chǎn)品開始行進時重復?！?/p>

為了保持它的市場狀態(tài)，公司認識到需要發(fā)現(xiàn)一更有效和準確的方式。Henry認為：“那個目標是一種能夠通過減少設(shè)置時間而增強生產(chǎn)能力的控制系統(tǒng) — 這種系統(tǒng)還要提供更高的尺寸精度和在成品中的可重復性，減少操作者負擔和錯誤機率，并能提供遠程診斷能力，保持一種簡單的、使用本地的元器件現(xiàn)貨的控制結(jié)構(gòu)?！绷硗?，尺度精確度需要提高。公司意識到增值服務(wù)性能所帶來的潛在利潤，以及因為允許Miller Weldmaster公司工程師們遠程維護和安裝機器而隨之減少的差旅費。

“另一個發(fā)展需要是通過極少的人工設(shè)置來減少人員培訓成本，而用于提供做尺寸參數(shù)的人機界面對操作者來說，直接、可視?！焙Ｈ鹧a充說。

經(jīng)過一些調(diào)查后，Miller Weldmaster公司發(fā)現(xiàn)施耐德電氣（Schneider Electric）公司的運動控制解決方案可以滿足上述的大多數(shù)需求。這種解決方案采用TSX MP PLC和一個軸控制模塊?！靶聶C器裝備有一個10英寸彩色觸摸屏顯示器，讓操作者能看到機器狀態(tài)和警報，能輸入產(chǎn)品尺寸信息作為每部分的處方存儲起來?！?/p>

PLC配有可互聯(lián)的以太網(wǎng)模塊，提供局部診斷和編程，提供全面制造結(jié)構(gòu)的集成。Miller Weldmaster公司的服務(wù)職員把PLC的AUX端口連接到一個標準的普通電話調(diào)制解調(diào)器（MODEM），作為遠程接入。

據(jù)Henry說，新的運動控制系統(tǒng)超出了Miller Weldmaster公司的期望，尺寸精度從+/-0.375英寸提高到優(yōu)于+/-0.062英寸，因為這個系統(tǒng)是方案設(shè)定驅(qū)動式的，每個產(chǎn)品的配置被存儲在內(nèi)存，為下一次運行做準備。所以，每次一個特殊產(chǎn)品運轉(zhuǎn)時，這個精確性就被重復一次。

由以太網(wǎng)使能PLC來控制機器之后，通過MODEM進行遠程診斷如今成為可能。并且操作者的培訓費用也通過操作者界面的簡化而明顯減少了。以前的配置時間約20～30分鐘，現(xiàn)在，配置時間大約30秒，大大地提高了產(chǎn)品的速度。

Ttarp Industries公司設(shè)計和制造硬模切割機、層合機、鋸和分離機，廣泛用于制作泡沫、塑料、橡膠、粘合劑和其它材料應(yīng)用。

Ttarp公司的客戶通常是小規(guī)模裝配商，維護和技術(shù)支持都是有限的。因此，他們購買的機器必須容易操作和維護。“我們的客戶沒有時間、人力和我們的技術(shù)人員通電話，所以我們必須使我們的機器非常容易使用和可靠，”Ttarp公司的電氣工程師兼服務(wù)技術(shù)員Chet Pulaski解釋說。并且，像所有的工業(yè)化OEM廠商一樣，Ttarp公司不得不優(yōu)化運行并使成本下降。

Ttarp公司的所有者Don Pratt認為實現(xiàn)新自動化的理由是：把容易使用和高可靠性加入公司的裝配機器中。所以多年以來，Ttarp公司通過穩(wěn)步增加自動化水平，以使其裝配設(shè)備與時俱進。例如，它的原始的離合器皮帶運動系統(tǒng)10年前被一個Whedco步進控制系統(tǒng)代替。

Pulaski對易于使用和編程的驅(qū)動器感到高興，但他最近決定升級單個的、可執(zhí)行機器和運動控制功能的設(shè)備?！拔覀儾粌H要考慮更容易安裝和維護，我們也需要一個更強有力的裝置，以提供甚至更大的精確度、可靠性和速度，” Pulaski說。在Ttarp公司的Steel Rule Die Cutting Press和Automatic Vertical Saw上，他安裝了一個GE Fanuc S2K的基于旋轉(zhuǎn)變壓器的伺服系統(tǒng)。

Ttarp公司的客戶對這個改變很高興，據(jù)Pulaski說，根據(jù)地方報告可知，服務(wù)呼叫和培訓時間節(jié)省下來。

必要的無故障運行時間

有些機器制造者通過繼續(xù)改進機器的正常運行時間來實現(xiàn)自動化升級，以擺脫近期遇到的困惑。處于高競爭性的軟飲料工業(yè)中的OEM商們意識到：正常運行時間不僅對成功起著至關(guān)重要的作用，而且是必不可少的。一小時的停工時間可能導致數(shù)萬美元的損失。

一般來說，應(yīng)用于高速瓶裝工業(yè)的堆垛機是液壓驅(qū)動的。由于任何基于液壓驅(qū)動的控制都存在著舊機器泄漏的危險，在這種情況下，增加了飲料被污染的潛在可能性。

葫蘆/吊輪在堆垛過程中舉起大貨物，它被認為是堆垛機中最重要和最危險的部分。許多電動和液壓的堆垛機有個問題，即設(shè)計無法保持連續(xù)和精確地控制葫蘆。結(jié)果，這些葫蘆有可能失去控制而使整個貨物掉落下來。除了安全問題外，這些事件還可能導致丟失產(chǎn)品，較長的停工清潔時間，甚至更長的機械維修時間。

一些瓶裝商正經(jīng)歷一天好幾次掉落貨物的現(xiàn)象，其他一些則一個月才出現(xiàn)這種現(xiàn)象。他們與T-TEK、Montgomery、Ala.堆垛機制造商聯(lián)系并尋求幫助。不論這種現(xiàn)象是零星發(fā)生，還是慣常的，這些瓶裝商們尋找一種可靠的起重控制系統(tǒng)，以消除缺點、失誤和停工期。

T-Tek公司副總裁Brian Traff，認為這是一個機會，可以在堆垛機上用一種電氣系統(tǒng)代替現(xiàn)存的液壓系統(tǒng)，他說，許多機器生產(chǎn)者都猶豫做改變，因為以前在灌裝工業(yè)中，電氣系統(tǒng)被認為不可靠。Traff說：“T-Tek的控制設(shè)計中有一個關(guān)鍵要求：它決不允許貨盤從吊輪上落下來?！?/p>

在評估一系列用于起重機控制的交流驅(qū)動器后，Traff選擇了Rockwell Automation，該公司的1336再生驅(qū)動器允許由堆垛機產(chǎn)生的過剩再生性能量循環(huán)轉(zhuǎn)化為能有助提供灌注生產(chǎn)線動力。這些驅(qū)動器也有助于消除來自動力制動器電阻的劇烈熱源。“由于驅(qū)動器更友好、合乎環(huán)境要求，并且節(jié)約了可測得到的能量成本，T-Tek電動堆垛機成了終端用戶的最滿意的解決方案。”Traff說。

這種驅(qū)動器適合T-Tek的需要，使它的堆垛機有了一個編碼器和一個閉環(huán)系統(tǒng)。編碼器允許驅(qū)動器為電動機提供150%的扭矩，并使葫蘆即使沒有制動也可保持零速—甚至在滿載貨物時。這就造就了一個完全真實的電動堆垛機系統(tǒng)。

“所有堆垛機上的電氣控制系統(tǒng)被證明對顧客是一個徹底的成功，”Traff說，“我們的電動堆垛機很少有停機報道的例子。和液壓系統(tǒng)比較，產(chǎn)品箱子堆疊得更干凈，而且全電氣堆垛機的減速過程運行得更平穩(wěn)?！?/p>

Traff認為，新驅(qū)動器技術(shù)的升級非常值得，但是他也知道：“我們的客戶不總是控制技術(shù)的早期適應(yīng)者，但我正盡力推進一點?！?br /> 責任編輯：tzh