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《自动化前沿》第 74 期

自动化称重系统的 8 个关键考虑因素

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DIN Rail, Panel & Harsh Type Enclosures. Photo credit: METTLER TOLEDO

与其他方式相比,基于重量的控制方式是许多机器制造商和系统集成商的绝佳选择,因为这种方式的生产率更高,结果也更为统一。此外,还有一个额外的好处,那就是重量传感器或秤不会实际接触它们正在测量的产品,从而避免了因清洁和交叉污染所造成的风险。

尽管这种方法可以用于持续数分钟或数小时的过程,但它还可以为高吞吐量系统(包含几秒或更短的测量过程)提供显著的优势。

沿着自动化测量链发挥作用的工艺机器,需要考虑八个关键因素。这些注意事项包括:

 

1. 工业网络连接

多年来,由于工业以太网 (IE) 的传输速度快而且具有确定性,因此它在工厂自动化中得到了广泛的应用。为了确保在自动化称重过程中实现较好的产品质量和吞吐量,必须采用 IE。此外,IE 设备便于轻松、无缝且准确地集成到 PLC 控制系统中。

与 TCP/IP 以太网不同的是,自动化公司或赞助商为以太网制定了多种规范,采用的是 EtherNet/IP。理想的智能称重自动化系统应支持多种网络协议,能够灵活地连接到不同的网络但以相同的标准化方式进行通信。

 

2. 加工速度超快,且始终准确如一

考虑设备或系统对重量变化的反应速度。如果您是一个希望提高生产率和质量的设计师,那么速度 (又称为 PLC 更新率) 是您最关键的考虑因素。高更新率设备可以在最短的时间内提供最高的精度(真实性和可重复性),因此您的控制系统可以在合适的时机做出精确的决策。

高更新率设备使您能够精确地概述物料流,从而优化控制变量和算法。METTLER TOLEDO 的 IND360 具有 960Hz 超高周期更新率,让 PLC 能够做出毫秒级的控制决策。

您还可以使用较小的硬件(如额外的进料器或阀门)实现机器自动化,同时帮助客户以更简单的维护方式实现极高水平的加工质量。

 

3.即插即称通信协议 

经得起未来考验的智能自动称重系统应能够与操作技术 (OT) 和信息技术 (IT) 网络或云服务进行通信。时间关键型的确定性过程控制数据包在 OT 网络中传输,而过程或机器状态监控数据通过IT网络发送,分别由不同的业务智能功能使用。

OT 中的称重数据必须遵循某些经过测试和优化的协议,才能简化与 PLC 的通信。这就是 METTLER TOLEDO 开发标准自动化接口 (SAI) 的原因。SAI 旨在让客户能够方便而又快速地连接到 METTLER TOLEDO 的工业自动化组件(如终端、变送器和自动精密称重传感器)。此协议是为高速 IE 通信 (如 EtherNet/IP) 开发的。SAI 兼容所有应变仪标尺和智能设备,例如高精度台秤、地磅、METTLER TOLEDO 公司生产的 POWERCELL® 称重模块,以及无需更改自动化控制器程序即可实现从 11 克到 1000 吨称重的标尺等。

SAI还支持状态监控和 RedAlert™ 报警,当传感器或秤不能发送准确的重量时,该报警功能会自动通知自动化系统。

 

4.控制系统集成简化

使用认证的自动化接口将有助于节省宝贵的工程时间。因此,利用可用的附加配置文件 (AOP)、附加指令 (AOI)、EDS 设备描述文件、PLC 编程示例代码和专家级支持,使集成变得简单、快速和方便。

AOP:如果将新的称重系统集成到罗克韦尔自动化控制系统中,配有 AOP 的称重设备可以缩短使模块启动和运行所需的配置时间。AOP 是罗克韦尔自动化与 METTLER TOLEDO 等合作伙伴合作的产物。

AOI:AOI 是一组随时可用的指令,可根据现有的客户反馈将 PLC 编程工作量至少减少 50%。

此外,无论您是远程还是现场,内置 Web 服务器都可以让安装和维护变得轻松自如。它减少了按钮使用频率和错误,并提供了备份、恢复和克隆。使用此功能,维护团队可以减少用来管理工厂中所有设备的专用软件工具的数量。

所有这些集成工具确保称重设备向 PLC/DCS 发送准确的重量和设备状态数据,以实现可靠的操作、最长的正常运行时间和绝佳可见性。

Blue Mettler Toledo logo

5. 具有广泛应用的分散控制

控制系统集成商通常在 PLC 编程上花费大量时间和精力,以实现功能全面且有效的称重过程控制。此外,这种 PLC 编程并非放之四海皆准。将这项任务从 PLC 控制器转移到自动化终端 (如 METTLER TOLEDO 公司生产的 IND360) 后,工程师得以专注于优化称重流程。可由自动化终端完全控制的称重应用程序的示例包括罐秤监控、动态称重、速率控制和灌装/计量系统。

例如,在灌装/配料应用中,您可以将核心功能卸载到称重终端,最大限度地发挥 PLC 和自动化终端的优势。PLC 在启动灌装操作时可以同时管理对时间要求不太严格的任务(如将下一个容器移动到位)。这种共享控制能够提高系统运行速度,并使用单一速度控制来减少灌装硬件,从而进一步加快操作。

 

6.全球合规性

您的称重设备应符合国际和本地合规标准,从而简化采购、加快实施和提高跨境创业效率,而无需面临与出口设备相关的常见问题。

一些关键的全球许可与重量和测量相关:OIML 或 NTEP;危险区域应用:ATEX、IECEx 或 FM;工业接口、开放设备供应商协会 (ODVA)。

Decentralized filling control system. Photo credit: METTLER TOLEDO

Decentralized filling control system. Photo credit: METTLER TOLEDO

7.事件和报警报告

工厂操作员可能会被现场安装的传感器和系统的状态信息弄昏头,因此他们在出现问题时很难迅速采取行动。这加大了造成重大问题的风险,导致停机时间更长。

METTLER TOLEDO 的 IND360 紧凑型自动化终端 Smart5。图片来源:METTLER TOLEDO

METTLER TOLEDO 公司生产的 IND360 Smart5™ 报警系统符合 NAMUR NE107 全球行业标准。它提供了对工艺状态和库存水平的即时可见性,使您可以对机器性能充满信心、避免产品不合格并消除多余的浪费,从而提高生产率和节约物料。

内置的状态监控和 Smart5™ 警报可确保持续的高性能。IND360 提供针对操作员的说明和指导,它们可以让您快速消除导致任何意外问题的根本原因,从而让您安心。

METTLER TOLEDO's IND360 Compact Automation Terminal Smart5. Photo credit: METTLER TOLEDO

METTLER TOLEDO's IND360 Compact Automation Terminal Smart5. Photo credit: METTLER TOLEDO

8. 安装灵活性

一个足以适应各种操作环境(无论是恶劣还是危险的环境)的灵活且通用的自动化终端具有很大的优势,可以确保它适用于任何应用场合。

DIN 导轨、面板和粗糙型外壳。图片来源:METTLER TOLEDO

METTLER TOLEDO 公司生产的 IND360 紧凑型自动化终端满足了上文强调的八个关键考虑因素,能够:

  • 让您有机会尽可能延长设备正常运行时间、提高操作便利性和缩短培训时间。
  • 帮助您连接各种容量的所有称重技术、提高机器性能、缩短每次安装的调试时间。
  • 将一项在全球认可的核心技术标准化,尽量降低复杂性。

按此  了解更多 IND360不同系列商品。

DIN Rail, Panel & Harsh Type Enclosures. Photo credit: METTLER TOLEDO

DIN Rail, Panel & Harsh Type Enclosures. Photo credit: METTLER TOLEDO

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