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挑战
- 船舶装载机需要从机舱操作转变为远程操作,以支持新的干散货产品。转向远程操作带来了对生产力影响和潜在设备碰撞的担忧。
解决方案
- ControlLogix 控制系统,用于标准化平台,易于集成
- FactoryTalk View SE 软件,用于从远程位置详细查看过程
- 雷达传感器,用于提供防碰撞检测和查看船舶内部和周围情况
成果
- 实施远程操作 - 新系统允许操作员从控制室运行船舶装载机,同时查看防碰撞区域等关键信息。
- 提高安全性和生产力 - 将操作员从机舱转移到控制室,减少了他们面临的安全风险。
- 拆除操作员机舱,使操作员能够更快地装载更多产品。
将加拿大资源连接到世界
硫磺是一种用途极为广泛的资源,可用于制造橡胶、油漆、杀虫剂,甚至是药品。将这种商品从加拿大阿尔伯塔省(该省是该地区油砂矿的主要副产品)运到全球各地的市场是一项不小的工程。铁路货车必须行驶数百公里,穿越落基山脉,然后才能将硫磺装载到开往中国和其他地方的船只上。
参与这项庞大物流工作的主要企业之一是太平洋海岸码头公司 (PCT)。该公司在不列颠哥伦比亚省温哥华附近的装运码头每年平均接收 36,000 多节硫磺铁路货车。PCT 每年还处理数十万吨乙二醇和菜籽油。
最近,PCT 在其运营中增加了一种新的干散货商品:钾肥,这是一种从地下矿床开采的富含钾的盐。钾肥分为三种等级:工业级(白色)、颗粒级和标准级(均为粉红色)。两种颜色的钾肥不能相互接触。
“将新商品纳入我们的运营体系,给我们带来了一个挑战:如何在不影响生产力的情况下,将各个元素分开。”PCT 维护经理 Rod Kenyon 说。
添加到混合物中
将硫磺等干散货产品从铁路货车运送到船舶的过程涉及多个步骤。当硫磺首次通过铁路货车运抵 PCT 时,它会被移入储存仓库,直到船舶抵达。然后,它会被运送到装船机,并通过舱口盖从储存仓库运送到船舶上。
PCT 的船舶装载机最初建于 1998 年,是一种大型机器,固定在泊位上,泊位是停泊船只的指定位置,有助于装卸原料。为了将硫磺运送到船上,船舶装载机的伸缩臂(也称为吊臂)会旋转、转动并横扫船只,以确保重量分布准确均匀。此过程由吊臂末端驾驶室内的操作员控制。
硫磺通过船舱舱口直接输送到连接吊臂的斜槽中。但对于钾肥,需要使用级联斜槽来减缓输送过程,以避免损坏钾肥。该斜槽由一系列锥体和漏斗组成,沿漏斗呈之字形向下输送。
Kenyon 表示:“我们需要升级船舶装载流程和技术,以便能够在硫磺和钾肥溜槽之间快速切换。我们还需要防止在装载船舶时两种钾肥之间的交叉污染。”
公司在审视这些更新时面临的一个主要挑战是操作员驾驶室。由于驾驶室的物理位置阻碍了操作,无法在硫磺和钾肥溜槽之间高效切换。
PCT 旨在找到一种解决方案,既能将驾驶室从吊臂上拆除,又能让操作员远程控制和监控整个过程。如果公司能够成功实现这一目标,这将是北美船舶装载领域的首次尝试。
从驾驶室到控制室
PCT 开始研究如何使料槽可互换,并将操作员从驾驶室转移到控制室的方案。为帮助设计和实施,公司求助于 Rockwell Automation 和 enCompass Solutions Group,后者是 Rockwell Automation PartnerNetwork 计划中的一家公认系统集成商。
团队合作确定,最佳解决方案是使传送带的头部或头箱可互换。这样,在产品之间切换时可以更轻松地过渡和清洁,整个拆卸、清洁和更换斜槽的过程只需 30 分钟。
更大的挑战是将操作员转移到控制室。操作员需要能够环视船舶,以防移动的机器部件与船上的各种物体相撞——这是他们在驾驶室中可以观察到的。操作员还需要观察船舶,以了解装船机的限制以及料槽在舱口内的悬挂位置,以避免与开口的侧面相撞。
在操作员的帮助下,PCT 为装船环境添加了多个摄像头视角,以复制控制室的驾驶室视角。
PCT 已经在罗克韦尔自动化的 Allen-Bradly ControlLogix 控制系统上实现了标准化,并实施了与控制器相连并接入 EtherNet/IP 的雷达传感器。这些传感器可在船舶外部提供防碰撞检测,并在装载产品时查看舱口内部情况。
传感器还连接到罗克韦尔自动化的 FactoryTalk View 软件,以向操作员传递信息。例如,操作员可以查看防碰撞区域,以监控和排除船舶装载过程中的问题。管理层也可以了解整个过程,并且现在知道何时装载船舶、装载速度以及正在装载哪些特定舱口。
冷战时期的行动
在旧系统中,操作员需要连续四个小时坐在装船机驾驶室内,直到被另一名操作员接替。操作员还需要在恶劣天气条件下上下驾驶室的楼梯。坐在驾驶室内时,他们还面临着潜在的机械碰撞风险。
Kenyon 表示:“现在,凭借远程操作功能,我们的操作员可以从一个舱口移动到另一个舱口,在控制室的舒适和安全环境中自信地避免碰撞。
PCT 的装载效率得到了显著提升。通过拆除吊臂末端的操作员驾驶室,船舶装载机的重量得以减轻,使 PCT 能够更快地装载更多产品。
例如,操作员使用旧系统时可以装载 5,000 吨硫磺,现在他们可以安全地装载 6,500 吨。PCT 还缩短了装船时间。装载 5,000 吨可能需要长达两个小时,现在只需一个小时。在某些情况下,由于新船舶装载机结构和流程带来的效率提升,整个八小时的工作班次都被取消了。
新运营模式还获得了更可靠的数据。机器和船舶位置数据以及货物量需要记录并提供给客户。PCT 过去通常会派人在船上手动测量并收集这些信息。现在,雷达传感器会自动捕捉并将这些信息传递给操作员和管理层。
Kenyon 表示:“我们在运营和操作员方面都看到了这项解决方案带来的好处,真是难以置信。我们在自动化之旅中的下一步是实现舱口盖的自动更换。”
上述结果是太平洋海岸码头公司将罗克韦尔自动化产品和服务与其他产品结合使用的具体成果。其他客户的具体结果可能有所不同。
商标信息
FactoryTalk、ControlLogix 和 PartnerNetwork 是罗克韦尔自动化公司的商标。
EtherNet/IP 是 ODVA 的商标。
发布时间 2020年1月13日