Beckhoff TwinCAT(SOFT PLC)控制罐装生产线

由于使用新的控制软件，生产停工和浪费现象不再出现。



　　McCall农场生产各种各样的罐装水果和蔬菜，这些罐装食品被冠以品牌“Margaret Holmes”，在美国南部的各大超市均有销售。由于这些食品销售情况非常好，各个超市需要大量不断的进货才能满足库存需求。为达到尽可能高的生产效率，因此对设备停工和产品浪费要求非常严格。而且，McCall农场要求所有食品在收获10小时之内必须装入罐中。

　　对位于南卡罗莱纳州Effingham的McCall农场来说，正常生产对其生产力至关重要。为使50万平方英尺的工厂实现完全自动化操作，作为整个工程的一部分，McCall农场安装了4000英尺的PROFIBUS I/O网络，无数的触摸屏HMI和70个由倍福I/O组成的站。“选择PROFIBUS（用于所有控制）和Ethernet（用于信息和数据采集）是考虑到它们的速度和多功能性”，Jason Durant说，他是McCall农场的电气工程师。使用3个倍福的C3640型号的工业PC 和TwinCAT自动化软件完成了整个工厂的过程控制任务。

　　所有设备和部门紧密联系在一起，从准备阶段到产品放在走廊里等待储存的最后阶段都保持同步。通过触摸屏，每个作业区的操作员都能够停止逆流生产。如果不需要更多产品，装罐车间能够停止检查区的工作。同样，装备阶段能够停止走廊段的工作。过去，控制软件在食品链中是脆弱的一环。McCall所用的分类配全的罐盒和各种袋子需要四个生产线每天轮换工作。“我们原来使用的软件需要在线更改，但一次更改有时会引起计算机锁死，停止生产，从而当时生产的食品全部浪费掉”。Jason Durant说，“显然，这不是一个好事情，我们不愿意改变除非绝对必要。”

　　灵活，易用的编程加速了程序的转换

　　2002年，公司开始寻找替代的控制软件编程。Durant认为软件已经成为问题的根源。“当我们联系到倍福，我们对他们全面的技术支持印象非常深刻，”Durant说，“回想当时，软件需要完全改变，但对整个工艺有利。另外一个收益就是成本：TwinCAT的许可证要比其它的软件便宜25%，而且，还可以每年免费升级。”

　　TwinCAT可以让用户自定义功能块UDFB，这从一开始就吸引了Durant的注意，实践证明这个特色确实节约了大量的时间。“在我们的编程中，很多是可重复利用的，每一级都相同，只是位不同而已，”他解释道。

　　他能够转换现有的程序，并简化了代码。这在执行中节约了可观的代码空间，但更重要的是，程序变得易于修改和调试。“这大约节省了30%～40%的编程时间，”Durant说，“我们用了3种编程语言，分别是SFC，ST和LD，以便我们编程方便。”

　　软件的转换是无缝的，以致McCall农场的机器操作工不知道他们已经转向了TwinCAT。“一切正常运行，没有什么大问题，”Durant说，“我们升级了现在的HMI程序，它通过OPC Server直接和TwinCAT通讯。”


　　装罐过程

　　McCall农场装罐的新鲜水果和蔬菜是从美国东南部农场买来的，有桃，谷物，黄秋葵，南瓜，豆，多叶的绿色植物和花生。一旦卡车到达这个农场，每种产品都有它的卸货区，在进入热烫机之前，产品要经过一系列的清洗箱进行彻底的清洗。

　　不能食用的产品和坏的产品在检查区扔掉。好的产品送到漏斗中，漏斗给每个罐装入合适的食品量。装好食品后，罐被密封起来送到一个连续旋转的蒸煮机中，根据FDA标准精心烹饪和冷却。然后这些罐被临时捆扎起来等待贴标签。在最后一个阶段，罐被送到贴标线上进行贴标，包装和重新捆扎，等待直接送往购买者那里。

　　在McCall农场罐装生产线，使用TwinCAT消除了生产停工和生产浪费现象。试车时间降低了30~40%。






　　只有收益，没有损失

　　由于TwinCAT运行在微软的Windows实时核中，并独立于操作系统的其它进程，最近McCall农场避免了潜在的浪费，从而节约了很可观的费用。由于计算机被锁在厨房里，Durant无法立刻去修正错误。但由于TwinCAT运行在自己实时核中，整个工序能够得以正常进行，从而将生产损失降低为零。

　　Durant说，“如果我们仍然使用以前的软件，我们肯定要损失几千美元，而且我们5个轮流作业的厨师和4个装罐的厨师将不得不离开这个岗位，由于使用了新的控制软件，这个损失避免了。”

　　由于这个吸引人的自动化套件，Durant和McCall农场对未来的解决方案充满信心。Durant说，如果我们想增加一个设备或者修改现在的工艺，实施起来非常容易。而且我们还可以简单的离线模拟我们的变化，即在物理上不连接硬件。这可使我们在工厂实际运行代码之前实施优化。总之，最大的受益是高的可靠性和有保障的正常生产时间。