最先端の制御ソリューションにより、ウィルキンス・ロジャース・ミル社が効率的な小麦粉生産を推進し、作業者を安全に

製粉工場が制御システムで生産を促進

課題

  • 老朽化が進んだ制御システムにより、製粉工場の管理者は交換部品を探すために急いでいる一方、多段階プロセスの可視性の欠如により複雑な生産および産業安全リスクを管理していました。

ソリューション

  • 統合アーキテクチャ – 情報対応Allen-BradleyのControlLogix®コントローラとFactoryTalk® View Site Edition HMIが工場全体の運用を制御およびモニタし、従業員が重要なパラメータにアクセスできるようになります。
  • 最先端のシステム設計と配備 – ロックウェル・オートメーションのPartnerNetwork™のソリューションパートナであるKice Automation社がソリューションを設計および配備し、切換え中でも生産を稼働させ続けました。

結果

  • 稼働時間、生産量の向上 – ダウンタイムは、毎日の目標に一貫して近い最低5%の収率に減少しました。
  • 前例のないモニタ機能と制御機能 – 複数のワークステーションで表示可能な集中型データ収集により、オペレータはプロセスをより正確に調整し、アラームに迅速に対応できるようになります。

高度なロックウェル・オートメーションのインフラとKice Automation社のシステム設計により製粉工場の稼働時間、生産量、評判が向上

クッキーやケーキからプレッツェルやペストリーまで、イースタンシーボード沿いの消費者が楽しむスナック食品の多くには、ペンシルベニア州のマウントジョイという小さな町で製粉された小麦粉が含まれています。ここで、ウィルキンス・ロジャース・ミル社はアメリカの甘さや塩辛さを求める欲求を満たすために、軟質小麦をパン類の製造業者が使用する重要な成分に変えています。

マウント・ジョイ・ミルはウィルキンス・ロジャース社が運営する3つのプラントの1つであり、その歴史はハワード・ウィルキンスとサミュエル・ロジャースがワシントンD.C.で小麦粉工場を購入したときの1913年に遡ります。穀物を粉砕して粒子をふるいにかけて純粋な粉末を形成するという基本的なプロセスは別として、今日の工業用製粉工場は先祖にほとんど似ていません。自動化されたプロセスにより、小麦を小麦粉にするために何世紀にもわたって必要とされていた、手に負えないほどの手間のかかる手作業が変わりました。

マウントジョイ工場は穀物の移送、小麦粉の取り扱い、包装、およびバルク輸送のための広範な機器とともに、2つの製粉ユニットを運用しています。各製粉ユニットは、小麦の硬い外皮を粉状の内胚乳から分離する巨大なローラーを搭載しています。次に、小麦粉を購入するパン職人のニーズに応じて、小麦粉をふるい分け、より分けて、異なる等級に再粉砕するプロセスが続きます。

マウントジョイ工場では、1日で最大700,000ポンドの小麦粉を生産できます。しかし、この目標を達成することは、工場の時代遅れの制御システムのために近年ますます困難になっていました。

システムサポート、部品の可用性

製粉工場のプログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)は1990年代製のビンテージ品でした。プログラムを変更するためには、オペレータはWindows 95が動作するラップトップコンピュータを使用する必要がありました。スペアパーツとサポートはほとんど存在せず、利用可能なスペアパーツは保証なしで使用するか再生産されたものでした。

交換部品を見つけると、さらに多くの問題が生じました。オペレータは、シャットダウンの際に手元に置いておく部品を常に探していました。しかし、これらのスペアパーツの信頼性にはむらがありました。

プラントの1台のヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)は、機器を担当するオペレータに提供されたなかでは非常に基本的なものでした。

ウィルキンス・ロジャース社のオペレーションディレクタであるアーロン・ブラック氏は次のように述べています。「コンピュータの画面は非常に古く、プロセスを視覚的に表現することはできませんでした。全体として、プラントのパフォーマンスをモニタし、出力を正確に測定することは困難でした。

90年代に制御システムを設置した人物は、その年代のテクノロジをもうサポートすることが困難になりました。」

上級管理職で問題になったことは、新しい制御技術に投資する必要があるかどうかではありませんでした。問題はいつだったかです。その答えは2015年半ばには存在していました。

効率性、安全の向上

ブラック氏と彼のオペレーションチームは、製粉ビジネスの専門知識で有名なKice Automation社に依頼しました。ウィルキンス・ロジャース社は工場内のいくつかの小規模プロジェクトでKice Automation社と相談していました。

ブラック氏は次のように述べています。「Kice Automation社が行なったように、誰もすべてのボックスをチェックしませんでした。私たちは彼らの高度な知識と細部に注意を払う姿勢をよく知っていました。」

製粉プロセスに関するKice Automation社の高度な知識(ロックウェル・オートメーションのPartnerNetwork™のソリューションパートナでの経験を含む)は、ブラック氏と彼のオペレーションチームに単なる交換ではなく、マウントジョイの施設にまったく新しい制御インフラを実装する必要があると確信させるのに役立ちました。

Kice Automation社のオートメーション/電気担当の副社長であるサイド ・アシュラフ氏は次のように述べています。「マウントジョイのチームは、PLCアップグレードだけでは実現できない機能のウィッシュリストがありました。」

そのウィッシュリストの一番に上に作業者の安全を高めるために新しいセンサを導入することがありました。

ブラック氏は次のように説明します。「私たちは何よりもまず従業員の安全を重視します。制御システムに結び付けられた機器の新しいセンサにより、安全が強化されただけでなく、機器の故障の可能性も減少しました。」

Kice Automation社のチームもブラック氏がもう1つの重要な目標を達成するのを支援しました。その目標は、生産におけるダウンタイムをほとんどまたはまったくなくして、廃止された制御システムを体系的に置き換えることです。その切換え作業には、6か月以上の慎重な計画と、プラントの従業員とKiceAutomation社のエンジニア間のコラボレーションが必要でした。

ブラック氏は次のように述べています。「PLCを切換える準備が整ったときに、既存のモータ・コントロール・センタ(MCC)にハンドオフ自動機能があったことは幸運でした。これにより、すべての機器を手作業で動作し、新しいパネルでの最終的な配線に時間をかけることができました。」

最先端のインフラの中心は、分散I/Oアーキテクチャを備えたLogix制御プラットフォームです。ロックウェル・オートメーションのソリューションには冗長HMIサーバも含まれており、将来のアプリケーションのために生産バックアップと予備容量が可能になります。

4台の新しいワークステーションが施設に戦略的に設置され、オペレータはロックウェル・オートメーションのFactoryTalk® View Site Edition (SE)、監視レベルHMIを使用してリアルタイムの生産データをモニタできるようになりました。

ブラック氏は次のように説明します。「小麦の抽出、小麦粉の生産量、ピーク生産量に関する情報がすべて視覚的に表示されるようになり、オペレータがプロセスを正確に最適化できるようになりました。また、毎日またはトレンドベースで目標を達成していない場合は、何が起こっているのかを追跡してその理由を見つけることができます。私たちの新しい洞察は、メンテナンス担当者にとっても非常に貴重です。」

複数のワークステーションと機器センサが稼働時間と作業者の安全の両方に貢献しています。

ブラック氏は次のように述べています。「アラームは製粉プロセスを休止または一時停止することもできます。これで、センサがアラームを起動した場合、オペレータは最も近くにあるワークステーションのもとに行き、それを確認してケアすることができます。問題を解決するために走り回る必要はもうありません。」

カンザスに拠点を置くKice Automation社が提供するリモートサポートは、ブラック氏の心の安らぎのもう1つの恩恵です。「ウィチタのエンジニアは、すぐにシステムにアクセスして、何が起こっているのかを確認し、ソリューションを通じて私たちを助けることができます。Kice Automation社は彼らが投入した作業と、これを成功したプロジェクトにするための継続的な支援に多大な功績を残しています。」

新しいシステム機能

ブラック氏は次のように述べています。「新しいシステムの成功の証拠として、ダウンタイムが減少しました。ロックウェル・オートメーションのソリューションにより、良好な歩留まりを維持し、生産目標を達成しています。どちらもより正確に測定できるようになりました。」

マウントジョイの製粉工場の新しいインフラが整い、ブラック氏と彼のチームはシステムの高度な機能をさらに活用する方法についてKice Automation社と相談しています。

ブラック氏は次のように述べています。「システムの高度な機能をさらに活用する方法について、私たちは単なる機器以上のものをモニタできるようになる可能性があります。強化できる機能強化のリストがあります。」

リストのトップは、エネルギーモニタの自動化です。電力使用量は、人件費に次いで製粉工場で2番目に大きな運用コストです。電力コスト、特にピーク需要期間のコストを制御するため産業用戦略は、正確なエネルギー使用データを使用して報告する必要があります。

ブラック氏は次のように述べています。「新しいシステムには、将来の可能性がたくさんあります。ロックウェル・オートメーションのテクノロジに基づいて構築されたKice Automation社が設計したソリューションが姉妹施設の今後の標準になることでしょう。」

 

ここで紹介した成果は、Kice Automation社によって配備されたロックウェル・オートメーション製品およびサービスをその他の製品と併用したウィルキンス・ロジャース・ミル社での結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

ControlLogix, FactoryTalk, およびPartnerNetworkは、Rockwell Automation Inc.の商標です。

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