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西門子ET200模塊6ES7134-6JD00-0CA1原裝

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為了滿足日益增長的產(chǎn)量需求,國內(nèi)冰淇淋生產(chǎn)商決定將使用了20多年的Simatic S5系統(tǒng)全面升級為Simatic PCS 7系統(tǒng),同時增加一條年產(chǎn)量為12萬噸的混料生產(chǎn)線。基于長期合作和品牌信賴,用戶選用了西門子TIA全集成自動化解決方案,并由上海西門子工業(yè)自動化有限公司(SIAS)的工程師們完成了全部實施工作。整個工程真正的實現(xiàn)了零停機無干擾遷移,在保持現(xiàn)有產(chǎn)量的前提下盡可能地加快改造進度,降低了改造風險及成本。


炎炎夏日,美味的冰淇淋為我們帶來了冰爽和味覺上的雙重體驗,提到冰淇淋,誰能想到西門子為國內(nèi)某冰淇淋生產(chǎn)商提供的混料生產(chǎn)線已經(jīng)使用了20多年。

冰淇淋的生產(chǎn)工藝主要分為混料及包裝兩大部分:混料可按次序分為原料預(yù)混、巴氏殺菌、均質(zhì)、老化等過程;包裝也可細分為灌裝成型、冷凍、裝箱、檢測等。其中混料車間是將各種原料按配方計算后,根據(jù)加工工藝要求按順序?qū)⑵浠旌?,所以混料過程直接影響到冰淇淋的口味。國內(nèi)某冰淇淋生產(chǎn)商工廠里的混料車間在20年前剛剛建立的時候就與西門子合作,選用的是當時的西門子Simatic S5自動化系統(tǒng)。20余年間,在西門子工程師們的呵護下,該系統(tǒng)一直穩(wěn)定運行,源源不斷的冰淇淋持續(xù)為炎炎酷暑帶來一絲清涼。

隨著技術(shù)的不斷更新,在冰淇淋越來越熱銷的今天,該用戶決定將20多年前的Simatic S5老系統(tǒng)升級為新的Simatic PCS 7系統(tǒng)。除了改造原來的系統(tǒng)外,用戶又添加了一條新的生產(chǎn)線,同樣選擇了西門子的全集成自動化(Total Integrated Automation,簡稱TIA)系統(tǒng)解決方案。整個項目包括Simatic PCS 7 V8.0、ET200M I/O、Sivacon S8低壓控制柜、Sinamics MM440 變頻器、AS-i 控制模塊等產(chǎn)品。本次西門子不僅提供TIA的解決方案,同時整個工程還由技術(shù)實力深厚的上海西門子工業(yè)自動化有限公司(SIAS)實施。

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混料車間的主要設(shè)備包括:預(yù)混料罐、混料罐、巴氏殺菌消毒機、老化罐、糖罐、椰子油罐及凝凍機等設(shè)備,對于這樣的生產(chǎn)線,控制系統(tǒng)的整體升級并不是一個“小手術(shù)",相當于為整個生產(chǎn)系統(tǒng)換了一套中樞神經(jīng)。但是用戶的生產(chǎn)線非常緊張,并不想因為更換系統(tǒng)而影響了生產(chǎn)效率,這使得項目實施面臨從未有過的嚴峻考驗。西門子SIAS工程師并沒有因此妥協(xié),在清楚了解生產(chǎn)線的排班后,發(fā)現(xiàn)冰淇淋混料過程中會生產(chǎn)多種口味,每次更換配方時需要停機,清洗產(chǎn)線,西門子工程師因此有了一個靈感,想出一套遷移方案,先在模擬環(huán)境下完成系統(tǒng)的準備工作,然后利用生產(chǎn)線的停機時間分步完成整個系統(tǒng)的遷移。

改造中有眾多的現(xiàn)場控制箱、大量的現(xiàn)場信號接線,原混料生產(chǎn)線用的是西門子Simatic S5系統(tǒng),西門子工程師對整個系統(tǒng)了如指掌,為系統(tǒng)的順利遷移提供了有利保障。就這樣工程師們深扎在用戶工廠,在老生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的同時,工程師們在虛擬環(huán)境下將新系統(tǒng)模擬好,為了確保一次性切換成功,不給生產(chǎn)帶來影響,工程師們花了3個多月的時間為系統(tǒng)遷移做準備,當一切就緒時,激動人心的時刻來臨了,“移植手術(shù)"正式啟動。

按照工廠的排班時間安排,每周大概有四五個小時用來完成生產(chǎn)線的清掃工作,工程師們寸步不離的守在工廠里,一旦生產(chǎn)線停機就開始遷移工作,最終利用一周中產(chǎn)線清洗過程中的碎片時間,完成了對整個系統(tǒng)的遷移。所有的調(diào)試一次性成功,沒有對生產(chǎn)造成任何影響,真正的做到了零停機的無擾切換,保障了生產(chǎn)的正常進行。

除了對老生產(chǎn)線的升級改造外,為了滿足日益增長的產(chǎn)量需求,用戶還新增了一條12萬噸的混料生產(chǎn)線。新生產(chǎn)線控制系統(tǒng)同樣采用了西門子新的Simatic PCS 7 V8.0,系統(tǒng)的所有硬件都基于統(tǒng)一的平臺,所有軟件也都全部集成在Simatic程序管理器下,軟硬件的平臺化設(shè)計,充分體現(xiàn)了全集成自動化的特點。

工程師們還在系統(tǒng)中添加了許多功能塊,使得編程更加輕松、方便和人性化,避免了變量的重復輸入,簡化操作步驟的同時,也增強了用戶體驗,形成了集中、友好的人機界面?;跇藴实腟imatic軟件和硬件組件,確保了系統(tǒng)高度的可靠性和穩(wěn)定性。比如混料系統(tǒng)中重要的配方管理,以前都是排班主管將配方打印出來,操作工按要求進行人為的更改,配方就好比做飯,難免會因為個人因素造成口味的偏差。但新系統(tǒng)的配方管理可以實現(xiàn)全電子化操作,每個配方都形成了標準,能夠保證配方調(diào)整時準確無誤,操作更加規(guī)范。人性化的設(shè)計還體現(xiàn)在將原來的表格化菜單變成現(xiàn)在的圖形化界面,可以真正的實現(xiàn)傻瓜式操作,減少了因操作人員人為因素造成的失誤。

由于食品安全是重中之重,以前為了追蹤生產(chǎn)數(shù)據(jù),需要工人用紙筆記錄,不僅記錄起來費時費力,容易出錯,而且也不利于查找。Simatic PCS 7是基于全集成自動化理念的系統(tǒng),其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和的數(shù)據(jù)庫管理軟件,所有的系統(tǒng)信息都存儲于一個數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次,這樣就大大增強了系統(tǒng)的整體性和信息的準確性,從而減少了對相應(yīng)操作的反應(yīng)時間,縮短生產(chǎn)周期。另外,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)的追蹤更加方便,用戶可以自由設(shè)置數(shù)據(jù)可追溯的時間,當需要查詢時,通過電子查檔就可以完成,大大減少了人力成本,提供工作效率,全無紙化的準確追蹤,充分的體現(xiàn)了自動化帶來的優(yōu)勢。