啤酒企业如何应对数据采集

        以标准化数据块为基础的PLC程序帮助Coors公司快速设计出一条新的灌装生产线，在这项工作中，MES软件和数据采集发挥了重要作用。

　　Coors啤酒酿造公司在最近安装了一条最新的灌装生产线，这条生产线的工程设计和投产之所以可以在非常短的时间内完成，都得益于按照PackML规定获取的有效“数据块”。这条生产线有如下显著特点：

直接安装在传送带上的一种新型无级变速传动装置极大减少了布线所需的工作量，同时也加快了安装进度。

广泛使用了工业以太网。这条生产线与Coors公司以往任何生产线相比，工业以太网的用量都多得多。

生产线上使用了制造执行系统（MES）软件，操作人员非常容易获取实时数据，保证了最大的产量。

        处于生产线控制软件包核心位置的MES软件可让数据从历史档案中流动到Coors公司的企业资源计划系统。数据历史档案的主要工作是通过分散安装在包装设备上的PLC来收集与时间相关的数据，获得这些数据之后Coors公司再添加一些信息，来指导操作人员采取适当行动。例如，如果一台包装机的平均故障时间是30分钟，但是在实际运行中，却通常为20分钟，这对生产线的效率产生了影响。如果在实时运行中，操作人员及时监测到这种情况、及早发现潜在问题，将其与快速纠正例行程序连接起来，或者采取其他纠正措施，这样的改进就可以更好地利用资产，将更多的包装箱送出车间。

         Coors公司解决方案经理Mike Pichler说：“工艺订单从企业资源计划系统发送给MES软件，操作人员可从包装机旁的屏幕上看到比如什么时候需要生产多少数量和类型的Coors 啤酒，以及有关所需的玻璃瓶、盖子、标签和包装箱的所有信息，使操作人员与MES软件真正进行互动，MES软件可以对真正生产了多少箱以及这些箱包装了多少啤酒的情况进行跟踪，当工艺订单完成时，该软件还可以就实际生产情况向企业资源计划系统作出报告。”
从上至下的信息交流

        Doug Gray是Coors公司负责工艺控制和生产系统的主任，他说：“我们的思路是让工艺订单从上游的企业资源计划系统传送下来，自动重新配置包装生产线。当然，需要适当的停顿以便清除上一批订单的包装容器，同时对某些机械调整也是不能避免的。我们正在努力设法避免的是让操作人员不需要再操心下一批订单，不需要再采取若干步骤就可以让生产线作好迎接下批任务的所有准备工作，如传送带速度或压力、温度、整定点等生产线的动态参数。在可能限度内，这些参数都由来自企业资源计划系统的工艺订单产生；另一方面，有关效率、停机时间和材料利用率等数据也都进行相应的采集并传送到企业资源计划系统中。”

        虽然Doug Gray的理想并未在Elkton生产线的新系统上全部实现，但在使包装生产线处理40、22、16和12盎司长颈不可回收瓶，7和12盎司可回收瓶等6种不同规格包装瓶的类型方面，信息的平稳交换确实起到了关键作用。

        对于如何实现灌装生产线上的有效信息流动，Doug Gray回答：“我们正在设法解决这方面的问题，OEM生产厂家必须按照超出常规逻辑的方式布置代码结构，才能实现这种类型的数据采集”。PackML和Make2Pack就是在这种背景下出现的，PackML是OMAC 的一种标准，这种标准用于统一包装机器状态的定义，而Make2Pack是由WBF和OMAC包装工作组提出的一种方案，目的在于开发工业自动化概念模型和技术术语，使之能够统一用于加工和包装行业。Gray先生说：“如果这些概念以及概念对统一标准的强调能够得到OEM厂家普遍的认同，那么这种数据交换就加将成为我们购买包装机器的标准。”

数据块的增添

        在以前的项目中，Coors公司创造了一系列用于PLC和MES层级之间用于通信的“标准数据块”，随着对这种类型通信的经验越来越多，他们也对数据块进行了细化，使之在反应PackML指导原则的同时，也能满足Coors公司自身的需要。Coors 公司与负责安装工作的成套商合作以确保这些数据块能够将信息以一种统一的方式呈递给MES层。

        他们为每种包装设备创造了标准数据块，使得这种设备进入Elkton的工厂时，其 PLC就能够以可识别的方式将数据传给历史档案软件。Coors公司声称，虽然这些数据块受到PackML的影响，但它们并不完全遵循PackML的指导原则。从控制配套的角度看，新的生产线与其他生产线不同之处在于包装机械的设计，这些包装机械进厂前已经进行了特殊的结构设计，只要Coors公司将它们的电源接通，就可立即进行数据交换。采用预先装载好的数据采集系统，检查和启动等工作所需的时间极大地减少了。

传送带传动装置

        Coors公司之所以能够缩短生产线的安装时间，有效利用数据块不是唯一的因素，同时起到促进作用的还有安装在传送带上的新一代无级变速传动装置。一般常规的交流电动机传动装置都会安装在远程控制屏上通过电线与传送带电动机连接，而新型的无级变速传动装置是安装在传送带电动机的旁边。每个传动装置都配备有一个可锁紧的隔离装置，内置4个输入和2个输出。

        传感器布线只有几英尺长就可到达局部安装的传动装置，而不需要通过整个线路才能到达远程控制屏。就近安装无级变速传动装置，可以减少I/O硬件及布线工作量，取消了价格昂贵的频蔽电缆，降低了电缆槽尺寸，大幅度降低了电气安装费用。将实际传动硬件从远程控制屏上转移到包装生产线上的关键是电缆系统，这种分散式电力系统使用连接器配送480伏，采用连接器将传动装置与沿传送带长度内布置的单一电缆连接起来，这样就无须再将所有连接电线返回远程控制屏，这是大幅度节约总安装费用的秘诀。

       Coors公司有4个单独的以太网网络，其中三个分别用于控制I/O、对等通信和MES数据采集，第四个网络用于办公室局域网通信。如此广泛地使用以太网所获得的最大好处是简化了设备维修、远程监控和故障排除的过程。

         这个项目的重要意义在于项目小组实践了一种并行的工程设计，压缩了包装生产线工程、设计、安装和投产所需要的时间，现在有关各方正在与Coors公司的生产优化小组共同努力对系统进行下一步的改进。