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自动化控制和信息系统 - 通往一致性的平坦大道

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挑战

  • 将全手动制造过程升级为全自动、信息化的加料和搅拌系统，减少产品变化率和质量问题。

解决方案

成果

  • 批次和成分管理报告可简化故障处理。
  • 自动化系统取代手动过程，几乎消除了人为错误。

背景

从采矿和铁路到太空旅行，到处都能见到润滑剂的身影。它们保持齿轮转动。它们减少摩擦，提高机器性能和寿命。对于美国国家航空航天局而言，润滑剂能帮助将航天飞机运抵发射台。

Whitmore Manufacturing Company® 负责生产此类工业润滑剂，以及密封剂、涂料、清洁剂和油。该公司每年生产超过 1,600 万磅润滑剂，其中包括生物降解和干膜润滑剂，以及液压油和轮胎密封剂。

Whitmore 管理着润滑剂生产的所有步骤 - 从研发和产品配方到为世界各地的客户提供应用服务。

最近，Whitmore 开始扩建其位于得克萨斯州罗克沃尔的总部和生产工厂。该项目投资 2,000 万美元，占地 120,000 平方英尺。

挑战

Whitmore 润滑剂的生产始于分批搅拌机。随后，在特定温度参数范围内加热溶液。

工业润滑行业一直依赖于劳动密集型批处理过程。在 Whitmore，操作员需要手动选择在加料站和搅拌站加工的原材料数量（加仑）。

工人必须手动将软管和歧管从每个加料站移到厂区的不同区域。

泵出要求的加仑数后，关闭阀门。然后，操作员需要向软管吹气，以清除任何残留产品。忘记清洁软管可能会导致后面使用同一软管处理不同原材料的批次遭到污染。

操作员手动启动电机，转动和加热内容物。润滑剂升温后，操作员必须密切关注温度计，并在特定批次的润滑剂达到规定温度时关闭搅拌机。

然后，操作员加入其他成分并重复搅拌和加热过程，同时观察多个搅拌机和温度计。大部分批次返工或损耗都是由这一阶段中的人为失误造成的。

Whitmore 员工必须在多台搅拌机之间移动软管，或在厂区四处走动监控批次温度，因此整个过程非常耗时且容易出错。

Whitmore 质量经理 Tim Meyer 表示：“软管污染一直是令我们倍感头疼的问题。操作员可能会选择错误的软管或选择没有正确清洁的软管。这会导致产品质量问题。”

为减少不合格批次、提高产品质量并满足全球客户的期望，Whitmore 决定对润滑剂制造过程进行自动化改造，并从工厂基层获取实时信息。

解决方案

Whitmore 工程师开始与 Rockwell Automation 公认系统集成商 Innovative Control Inc. 合作建造基于 Rockwell Automation Integrated Architecture® 系统的集成控制和信息系统。

这个历时多年的项目从安装 Allen-Bradley® ControlLogix® 可编程逻辑控制器开始，该控制器与 Allen-Bradley IntelliCENTER® 工厂内加料和温度控制系统的电机控制软件无缝集成。

FactoryTalk®­ View Site Edition 软件与 ControlLogix 平台及其他 FactoryTalk 应用程序紧密集成，提供有关新建自动化润滑剂加料和搅拌系统的全面和准确的视图。

FactoryTalk® Historian 软件跟踪关键变量，例如工厂内 20 多台搅拌机的润滑剂温度、重量和搅拌时间。现在，操作员可通过查看历史数据和实时数据轻松了解偏差批次的来源。

历史信息发送到 Rockwell Automation 的 FactoryTalk VantagePoint® EMI 软件，该软件改进了对上下文数据和趋势报告的访问能力。在该制造智能解决方案的帮助下，操作员能够更高效地分析多批次数据。

现在，Whitmore 工程师能够绘制平均循环周期与生产率之间的关系。操作员能够借助该解决方案的仪表板或在移动设备上远程监控系统并进行故障处理。

控制器集成平台和单一编程环境最大限度减少了操作员对润滑剂成分的干预。

Whitmore 还使用 FactoryTalk Batch 软件实施了电子批次票务过程，以推动工作流程。每个配料和配方都由工程师编程到 FactoryTalk Batch 应用程序中，签发后配料才能进入生产过程。

成果

Whitmore 实现了所有 20 多台搅拌机的自动化，没有任何停机时间，而后继续推进电机控制和加料系统的自动化。由于新过程取代了人工程序，几乎消除了人为失误，因此，全自动化集成控制和信息系统实施以后，Whitmore 的产品变化率大幅下降。

单只锂基润滑脂一项，Whitmore 的产能就提高了 28% - 一年增加 150 个批次，循环周期平均减少 9 个小时。

新系统将工令差异（包括成本和物料用量）降至最低，并且可对产量进行详细的监测和控制。

Meyer 表示：“这个系统让 Whitmore 走到了润滑剂行业生产技术的最前沿。更重要的是，我们的生产方法有了科学依据，并提高了客户满意度。”

Whitmore 的工程师正与其 IT 团队协作整合新的企业资源规划 (ERP) 和自动化系统。一旦自动化系统与 ERP 完全整合，Whitmore 预计会获得更多收益，包括实时库存控制和更强大的报告能力。

上述结果是 Whitmore 制造公司将 Rockwell Automation 产品和服务与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。

Allen-Bradley、ControlLogix、FactoryTalk、Integrated Architecture、IntelliCENTER、PartnerNetwork 和 VantagePoint 是 Rockwell Automation Inc. 的商标。

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