罗克韦尔自动化助力轮胎装备步入智能时代

厂商:罗克韦尔自动化(中国)有限公司
  点击数:15678  发布时间:2019-06-29 13:41
在大数据、工业物联网等新兴技术的推动下,轮胎制造装备正朝着数字化和智能化的方向快速发展。轮胎成型机作为轮胎制造的重要设备之一,其智能化控制水平决定了轮胎的产品质量、工艺参数和生产效率等多方面指标。此外,随着轮胎行业人工成本的持续升高,轮胎制造商也希望采用高度自动化和智能化的制造装备,以降低人工成本。
关键词:Logix控制器 ,罗克韦尔 ,智能化控制

背景

汽车工业的快速发展和高速公路的迅速普及对轮胎的安全性、耐用性和舒适性都提出了更高的要求。要达到上述性能要求,轮胎生产企业不仅要优化轮胎生产技术,更需配备先进的装备。

在大数据、工业物联网等新兴技术的推动下,轮胎制造装备正朝着数字化和智能化的方向快速发展。轮胎成型机作为轮胎制造的重要设备之一,其智能化控制水平决定了轮胎的产品质量、工艺参数和生产效率等多方面指标。此外,随着轮胎行业人工成本的持续升高,轮胎制造商也希望采用高度自动化和智能化的制造装备,以降低人工成本。

某机械装备制造企业创建于2009年,专注于汽车轮胎制造机械行业,在半钢一次法成型机领域处于国内领先水平。为改变高端一次法轮胎成型机高度依赖进口的市场格局,该企业希望开发一款新型智能化半钢子午胎一次法成型机。新机型将设计得更加紧凑、高效且易于维护,以帮助轮胎制造商提高轮胎产品品质,实现降本增效。

挑战

轮胎成型机是轮胎生产的核心装备,用于将半成品部件按工艺要求组合成轮胎胎胚。新机型由供料部分、成型贴合鼓、带束贴合鼓、物料传递环、滚压成型以及机械臂6个部分组成。

为了打造出真正的智能化轮胎成型机,该企业希望自动化控制解决方案供应商可以从新机型的设计阶段就深入参与其中。这要求自动化供应商具有很强的技术实力,并拥有全面可靠的自动化、数字化、网络化和智能化的系统和产品。

为缩短开发周期,加快产品上市,新机型的自动化控制系统和产品需要高度集成,并具有很强的扩展性,软件易于编程、调试和故障诊断。

此外,作为一款面向全球市场的产品,自动化供应商的品牌影响力和全球化能力也是企业关注的重点。

解决方案

基于客户对系统的集成度以及成型机出胎速度的高要求,罗克韦尔自动化为该企业量身定制了基于新一代大型控制器ControlLogixL82E和新一代Kinetix5700伺服驱动系统的全以太网控制解决方案。

集成多种控制策略的Logix控制器和Studio 5000编程平台将逻辑控制、运动控制和驱动控制等在同一软件环境中实现。设备开发人员不再需要掌握多个编程软件环境,学习更加简单,大大缩短了设备的开发时间。通过采用高效未经修改的EtherNet/IP工业以太网,整个系统的集成也变得非常简单。在该方案中罗克韦尔自动化所提供的产品具备如下特点:

·ControlLogixL82E控制器:新一代高性能大型可编程控制器,集成高速以太网端口,能提供高达1000M的网络通信能力,支持高达80个以太网节点。

·Kinetix5700高性能伺服驱动器:共母线设计简化了安装和接线;双轴模块大大减小了所需的安装空间;Kinetix 5700和ControlLogix控制器可以在Studio 5000平台上无缝连接。

·单电缆VPL电机:动力电缆和编码器反馈电缆合二为一,极大地提高了电缆敷设的效率。

·PowerFlex525变频器:模块化设计和自动设备组态减少了维护所需时间和人工。

·EntherNet/IP工业以太网:基于CIP的标准工业以太网,便于系统集成。

·设备级以太网环网(DLR)设计:DLR提高了网络的可用性和可靠性,支持网络单故障点快速恢复及故障点诊断。

效果

一人值守智能化生产,单胎生产只需40秒,最新一代智能化半钢子一次轮胎法成型机如期投入市场,并显示出了高超的“身手”。

罗克韦尔自动化提供的全以太网轮胎成型机解决方案充分满足了客户易于编程、高度集成的要求,加速了产品上市,帮助客户抢占市场先机。通过性能强大的控制器配合高精度的伺服驱动器,轮胎生产的精度和速度大大提高,单胎生产时间从60秒缩短到40秒,生产效率提高了30%左右。新机型仅在换料期间需要人工干预,实现了高度的自动化和智能化操作,节约了人工成本。

罗克韦尔自动化采用未经修改的EtherNet/IP工业网络将整个控制系统连接起来,实现了智能的可维护控制系统。系统可以实时监控轮胎成型机的运行状态,实时识别故障,减少非计划停机时间。企业可以利用工厂运行中收集到的实时数据改进系统的运行效率,提高产量和收益,降低废品和返工率。

该企业对罗克韦尔自动化在新机型开发过程中提供的技术支持十分满意。罗克韦尔自动化多控制策略的控制器、可扩展的硬件平台和统一的软件编程平台,帮助该企业缩短了轮胎成型机的开发和调试时间,提高了设计效率。目前,该机型已经将罗克韦尔自动化的方案作为标准配置。

该机型的推出改变了高端一次法成型机依赖进口的市场格局,对中国橡胶机械高端装备业的发展具有里程碑式的意义。未来,罗克韦尔自动化愿支持更多轮胎装备制造企业,开发高效、智能、安全、环保的高端装备,共同开启轮胎装备的智能新时代。

精彩观点

PLC的未来发展趋势

罗克韦尔自动化自动化及控制软件事业部总经理梁琦

智能制造的趋势赋予PLC这个“老兵”新的使命。集成架构Integrated Architecture是罗克韦尔自动化的核心控制平台,通过控制与信息的融合,提高机器性能,实现全厂最优化及可持续生产。Logix控制引擎是集成架构的核心,可适应最严苛的应用需求,提供强大的控制解决方案。2019年2月推出的CompactLogix 5480 是一款具备至强算力,融合了实时控制、数据分析、高安全性的全新一代高性能控制器。该控制器集成了IoT操作系统,实现在机器层级采集实时数据,有助于减少数据记录的时间延迟。让用户在信息源头实时查看,并可上传发送到企业云端。

而在本地运行Windows应用程序的能力可以减少配置工业现场的单独电脑,节省空间和成本。最重要的是Windows操作系统和Logix 控制引擎各自独立运行,无论操作系统发生任何中断,均不会影响机器运行和工厂生产,真可谓部署工业物联网的一件利器。增强的安全性是新一代控制系统的必备技能。以CompactLogix 5480 为例,其具备多项“防身秘技”:数字签名和固件加密,基于许可证的内容保护,基于控制器的变更检测和记录,基于角色的程序和程序块的访问控制,成为应对工业安全威胁的“钢铁侠”。

未来控制系统的另一项新技能来自人工智能(AI)。罗克韦尔自动化全新推出了FactoryTalk Analytics LogixAI 模块,可直接安装在PLC控制机架内,将数据分析和机器学习从云端前置到边缘端,完美的将Logix 的实时控制,扩展到对运行数据的采集存储、挖掘处理、分析预测。借助人工智能技术,利用设备提供的数据检测生产异常,预测可能出现的故障,并及时提醒进行必要的调查或干预,从而减少非计划停机,改善生产流程。

FactoryTalk Analytics LogixAI模块通过算法模型提高了预测性分析的易用性,其内置的用户自定义模块能够扮演数据专家的角色,协助制定更明智的生产决策,提前解决可能出现的产品质量问题并保护过程完整性。例如,该模块可以帮助操作员发现搅拌机等设备中可能影响产品质量或导致停机的性能偏差。又如,在食品工业中,一般需要由工人读取食品的湿度等数据来分析产线状况。该模块可用作虚拟传感器,通过分析生产线上喷雾器、烘干机和燃烧器等设备的变量对测量值进行虚拟预测,并在人机界面或仪表板上配置报警,通知可能存在的问题。

自动化和信息化技术是推动世界发展,拓展人类社会一切可能的重要催化剂。未来的PLC及其系统平台,将帮助用户构建更加智能、高效、安全、可扩展的工业控制系统,实现OT、IT、IIoT的融合。正如罗克韦尔自动化的全新的品牌承诺,将人的想象力与机器智能相结合,通过工业智能和连接协作,营造一个安全环保、节能高效的环境,助力各行业、各种规模的企业提升制造效率和灵活性,降低成本,节约能源。

摘自《自动化博览》2019年6月刊

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