Clos DuBois葡萄酒公司的釀酒工藝工程師Andy Woehlzui近發現他面臨著一個交叉的獲取數據的挑戰。首先,他必須了解如何進入到工廠包裝設備的控制系統中,以便能以一種可用的格式收集到運行信息。然后,他必須與公司IT部門的同事合作來使他的新數據獲取系統正常工作。
問題是當包裝生產線發生故障或中斷時,工程師并不總是能找到原因。停機故障造成了許多引起員工互相指責的問題,但是沒有足夠的信息卻很難拿出有效的解決方案。
讓事情更加復雜的因素是:包裝生產季比較短,這加重了集成部門的壓力,這意味著要建立一個系統并獲得IT部門的認可不僅僅需要工程方面的技巧。人際技巧也同等重要。
但zui后,Woehl和他的同事成功了。現在安裝在Sonoma Valley工廠中的是Rockwell Software(Rockwell自動化集團設于美國Milwaukee市的子公司)提供的生產線性能解決方案(LPS)系統。
“我們為我們的包裝生產線選擇這套軟件系統有兩個原因。首先,包裝設備裝有由Rockwell提供的Allen-Bradley可編程控制器。其次,這套軟件有預設計的數據庫和任務報告功能,這可以加快我們的集成速度。造成這個項目拖延的原因是我們必須在公司的局域網上運行,與公司的IT部門進行了大量的溝通。”
高速裝瓶
Sonoma Valley葡萄酒公司有一條高速灌瓶生產線負責進行大多數葡萄酒的灌裝,另外有一條低速生產線負責灌裝品牌的葡萄酒。Woehl在運行速度達320瓶/分的高速生產線上安裝了生產線性能解決方案(LPS)。這條生產線完成了該公司80%的生產量,主要用于“經典”品牌葡萄酒的生產,包括五六種具有兩種包裝形式的品牌。
包裝生產線從一臺將玻璃瓶從箱子中取出的玻璃瓶取出機開始。裝瓶的箱子由人工放到取出機的喂料傳送帶上,然后取出機就會將玻璃瓶從箱子中取出。接著,玻璃瓶會進入一臺整體式64頭灌裝/塞瓶機,氮凈化系統和塞瓶機都安裝在一個封閉的灌裝室中。然后,酒瓶隊列會分成兩列,分別由兩臺貼箔機將鋁箔酒標加到酒瓶上。接下來,兩列酒瓶又會匯合成一列,進入到一臺貼標機中。貼好標簽的酒瓶又會分成兩列,分別進入到兩臺裝箱機中。zui后由一臺封箱機、一臺碼垛機和一臺拉伸包裝機結束包裝過程。
除了灌裝/加塞機之外,包裝生產線上的每臺機器都有一個Allen-Bradley SLC 5/05型可編程控制器。灌裝/加塞機使用的是一個Allen-Bradley PLC 5型控制器。另外由一個SLC 5/05型控制器負責所有傳送帶的運行。除了PLC 5之外,所有的控制器都能通過以太網進行通訊,是同步的。
“我們每年大約要生產175萬箱葡萄酒,” Woehl說,“我們希望能夠增加到350萬箱。整個葡萄酒生產過程主要集中在裝瓶階段。葡萄酒是比較受人們喜歡的,因此也產生了許多關于瓶中裝的是什么的各種爭論。我們希望能夠讓這個過程更清楚些。問題是我們如何能利用已有的來自包裝設備的數據去提高我們目前正在做的事情。”
找到合適的網絡
*步是要對將九臺獨立的包裝設備連接在一起的網絡進行升級。名為Data Highway-485(數據高速公路-485)的網絡已經有了,它是建立在標準RS-485基礎上的一種Allen-Bradley協議。Woehl發現這個網絡沒有足夠的帶寬來將所有的信息傳輸到一個新的數據采集系統中。所以他用一個以太網取代了這個網絡。
在建立好可用的網絡之后,Woehl為系統添加了一臺Logix 5000控制器作為一個數據集中器。每臺機器的控制器中都有一個整合數據文件,用于收集該機器的事件信息。這些事件信息是由一系列的可編程計數器和狀態指示器產生的。真實世界的事件包括機器狀態(是否運行、阻塞、停機等)、機器的可用性和每一臺機器*的事件。
數據集中器定期詢問每臺機器的控制器,讀取整合數據文件,然后用安裝在一臺遠程服務器上的、由Lighthammer公司(現在是企業軟件供應商SAP公司的一部分)提供的居間通訊系統對SQL數據庫進行更新。信息是由Rockwell的LPS軟件產生的。Rockwell公司設計了用戶可能需要知道的基本分類信息,并對軟件進行了設置。數據集中器從各個控制器收集到數據后,會將它們存入相應的預定義目錄中。對于購買方來說,這個方案是很經濟的,但不會適合所有的情況。“我們不得不請Rockwell增加了一些定制報告的功能。”Woehl表示。
服務器既是一臺數據收集器,也是一臺網絡服務器。這套系統允許有合法身份的人員通過企業內部網絡查看相關信息。操作人員可以看到生產狀態信息,包括生產數據、累積的停機時間、哪一臺機器停機等類似的信息。采購人員可以密切注意已有多少個瓶子被使用了。管理層可以查看長期的數據,并做出哪些部分需要提高的決定。Woehl說:“如果你不能量化,你就無法管理。現在每一個部門都可以看到他們做得怎么樣,哪些地方需要提高。”
因為Woehl的系統需要一臺服務器,并要進入公司的局域網,他需要與設于母公司Allied Domecq 中IT部門的同事緊密合作。在以前,包裝工程師寧愿去看牙醫,也不愿與IT部門一起工作。
理解IT
Woehl表示,他必須做的*件事是去理解IT部門對于他的項目可能所關心的所有問題。“與我擁有的相對簡單的自動化網絡知識相比,他們對大型網絡知之甚多。” Woehl說,“但他們并不了解制造業中網絡的方法。例如,他們并不使用HMI,而是使用GUI。他們并不知道PLC是什么東西。所以這個項目的*步就是要相互了解。我們需要找到共同語言,然后我就能向他們解釋我正在作什么。”
首先需協商的事情之一是對生產數據以及它們以后的用途有著共同的理解。根據Woehl的介紹:“當你告訴IT部門你要收集和存儲數據時,他們立即會按他們的思維來理解這句話。他們會受收集和保護財務數據的影響,這些數據通常都要受Sarbanes-Oxley或安全交易委員會所頒布的法規所約束。因此他們首先想到的是安全性。如果丟失了任何數據,對他們而言都是個大問題。但對我們來說,如果我們丟了一天的生產數據,這并不是一個問題。必須要確定誰來負責維護和保護這些數據。我這邊的員工太少,無法完成這個任務,因此我們需要共同合作。”
另外一個問題是網絡安全性。幾個工藝工程師可能不會了解的病毒情況,無法為網絡建立和維護一個有效的防火墻。這是IT部門所負責的連續工作,他們是專門處理這類問題的。
Allied Domecq公司的IT部門位于美國科羅拉多州,離葡萄酒工廠比較遠。Woehl需要與他們,以了解整個系統并找到合適的人。他與Sonoma Valley當地的IT支持人員建立了良好的關系,學到了所有與IT部門合作所需的程序。在了解了如何與IT人員進行交流之后,一個葡萄酒工程師小組就飛到公司總部,與IT和商務進行會面。這次會議產生了一些指導原則,他們確定了由誰來購買設備以及如何進行支持等。
使用IT標準
“我們通過IT部門購買了使用IT標準配件的設備,” Woehl說,“然后IT部門進行安裝,并構成標準的系統和應用。如果我們遵守他們關于軟硬件的規定,那么他們就會維護網絡、提供必要的支持和下載病毒保護程序。安裝在服務器的應用程序,如Rockwell系統,就是我的責任了。所以我制定了一個與Rockwell合作的計劃,另外還有關于維護、備份和存儲所有生產數據等方面的計劃。”
所有這些從理論上來說都很好,但是實際執行過程中仍有許多障礙。Woehl發現IT部門沒有辦法來為這個項目分配時間。但在他當地的IT人員的幫助下,他能夠學到如果實行一個正式的IT項目,如果填寫正確的表格以及得到IT部門的幫助等。zui初,安裝硬件的過程速度很慢,但隨著他對系統的了解越多,整個過程的速度也就越快了。
在總結這個項目時,Woehl說:“我們進行了大量的交流和參與,IT部門的技術人員幫忙完成了這些方案。我通常通過像Automation World這樣的雜志上的文章向他們表明,我所正在做的是一個普遍的問題,在一個普通的IT環境中,自動化是什么樣的。”
就像Andy Woehl 在Clos du Bois所發現的那樣,征服技術上的挑戰只是問題的一部分。學習如何與其他部門進行合作能夠縮短開發的周期,以便讓工廠的葡萄酒順利的銷往市場。