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无线自动化-烟草业的新革命

供稿:工控网 2007/11/12 13:41:00

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在德国汉诺威最近召开的两个贸易展表明,烟叶加工自动化的未来布局将受到智能化、标准化以及垂直整合改良进一步分配的影响。   维基百科(Wikipedia)即自由互联网百科全书,把自动化定义为“使用诸如计算机的控制系统来控制工业机械和加工程序,替代人工操作员”。实际上,计算机已经占据了自动化的主要位置;此外,一个自动化生产地点的“心脏”最好描述为一个大的相互制约的计算机网络。

如果我们在过去15年内寻找烟草加工程序任何可能的变化以及相关设备的话,并没有太多的内容。然而,自动化世界已经发生了巨大变化。在所有的设备――通讯、系统、传感器和保护措施中,改变是巨大的,并且还在继续进行。今天,数量快速增加的现场传感器中有一个小计算机,除了转换相关的物质数据外,还设定了传达并通知其工作状态能力的功能。   世界上最大的工业展览汉诺威工业博览会,其年度工业自动化和国际过程自动化技术与设备展览会,反映了自动化世界的改变。在今年德国4月24日-28日汉诺威举办的汉诺威工业博览会上,来自30多个国家的1300个自动化公司抓住机会展示他们在自动化技术过程方面的观点。   印度,是世界上经济增长最快的国家,是今年博览会的合作国家。4月24日,印度首相Manmohan Singh和德国总理Angela Merkel参观了博览会,同来自两个国家的领先经理进行了交谈。印度工资水平低,而教育水平高,几个全球自动化制造商展示了印度的研究和生产地点。   持续进行自动化   在过去几年内,一系列新的自动化技术和标准现在已经成为应用标准。该文章密切关注这些持续变化,将在长期基础上定义烟草业自动化世界的变化。这些趋势主要是根据寿命周期成本或者所有权方面的总成本而定,在这方面烟草业的终端消费者将获得真正的利益。ARC咨询集团在2004年开展的一项研究显示基于平均20多年寿命的最初安装成本,自动化占到了每年维修费用的9%。基于此,在寿命周期中,大约产生了180%的附加成本,不包括利息和由于自动化故障所导致的停生所造成的损失。   随着“最佳自动化实践”的理念,将继续从制造商自动化理念应当和自动化解决方案提供商高水平的实施结合起来中受益,并确保终端客户享有真正的利益。   智能装置分配   在大约20年的时间内,可程式控制器(PLC)已经成为工厂自动化的中心。历史上,与有更多计算能力的PC基础上的解决方案相比,硬件系统的可靠性和稳定性都有优势,但是这些差异正在消失。不用说,总之PLC达到了高度复杂的和长期可靠的水平。许多供应商现在既提供“植入的”PC硬件,也提供标准的PLC处理器用于程序控制。但是随着现场快速和可靠的传递工具的出现,现在这种方法为智能装置的分配打开了道路。多种售货机IEC 61131成功的故事就是CoDeSys PLC程序打包的一个好例子,现在其3.0修订版已经出现。目前,它和150多种不同的PLCs,如Moeller或者Wago共同使用。   对于程序传递标准OPC标准也适用。这种标准大大减少了独特的、专有软件驱动包的需求,降低了多种零售机解决方案的维修成本。   工厂模型、命名、活动和交互界面的新国际ISA S95自动化标准,都有助于使自动化软件兼容。在工业的其他分支中,对烟草业来说根据S95命名的大会优化公司结构和工作流程模型是一个巨大的挑战。益处是,在所谓的ERPMES水平上S95兼容自动化应用之间选择日渐增加。   考虑到烟草加工,新ISA S88标准(批处理)对程序和配方管理或者调香命名大会有很大的印象。许多SCADA软件包用于监控器程序操作,例如InTouch(Invensys)、Factory Link(UGS)、iFix(GE Fanuc)、WinCC(Siemens)或者RSView(Rockwell),都在他们的相关配置工具上采取了这些命名惯例。   无线自动化   10年前,在工厂用无线传递方式操作工厂设备是不可想象的。改变条件的一个原因是来自通行行业的通信标准、芯片和安全软件解决方案的可用性。结果,WLAN、Bluetooth和GSM已经开始在工厂内使用了。   在2006年汉诺威工业博览会上,在无线区域展示了该领域的创新技术。无线通信行业的主要厂家,例如天线供应商Hirschmann、工厂设备制造商Hand Held产品或者元件供应商Cisco,都强烈推动新设备。现在,已经证实的无线转移工厂总线传递程序存在,如Profibus、DeviceNet或者远程以太网。   在烟草业,稳定的无线传递可以在许多有用的设备上使用,例如使用移动设备服务产品库存。另外,对长期成本节约设备感兴趣:移动PDA或者便携式电脑能为个人提供系统出错的服务,并且在出错的位置上提供必要的系统信息,因此减少了停工时间,不用通常所需要的一个人在电脑旁,一个人在机器旁的方法进行维修。   协调安全性   目前,所有分配I/O元件的主要供应商支持整体安全理念。这意味着不需要安装额外的线路或者总线系统。程序和安全传递使用同样的传递线路,将减少安装和维修成本。验证的解决方案可以达到风险认证水平4/EN 954-1或者SIL 3/IEC 61508,例如CANopenSafety、Profisafe或者TwinSafe.他们包括例如紧急制动和灯障碍区域保护功能。在安全设施方面利用无线传递是可能的,由于事实上传递继续通过证明有效的软件进行监控。   提高工厂的整体性   制造实施体系(MES)现在是一个新的快速增长的软件解决方案,使公司的生产程序更加透明。这些IT工具构成了实地和企业资源计划系统如SAP/R3真实数据之间的桥梁,抓获并处理一系列通过工厂数据收集和机器数据庫获得的数据。他们把这些数据减少到了相对小的信息,如公司管理水平所需要的信息。另外,可以得到材料和单个机器生产能力的细节,因此支持系统控制。对于卷烟制造商来说,现在这个挑战是在一个公司水平上详细说明他们工厂的要求,以确保MES的安装顺畅,可以连续运行,并且对投资回报快速。   MES系统是整合工厂垂直和水平系统的理想工具。   MES应用的快速增长,得到了S95和S88标准的成功推动,是部分HMI数字工厂的可见部分。目前市场上有50多个不同的打包程序。应用在烟草业的MES软件包括InTrack(Wonderware)或者Simatic IT Tobacco(Siemens)。

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