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恒天然新乳制品配料厂部署罗克韦尔自动化的集成自动化、电机控制和过程控制解决方案

领先的跨国乳品公司成功在全球范围部署其内部标准,将统一采用来自一个供应商的单一解决方案,即支持互联企业的控制基础架构

挑战

  • 欧洲的新建乳制品配料厂需要在非常短的时间内部署一套完整的自动化和过程控制解决方案。

解决方案

成果

  • 完全集成解决方案
  • 可实现互联企业
  • 基于公司标准开发的面板
  • 单一软件套件
  • 源代码级集成

背景

恒天然合作社集团有限公司是一家是由大约 10,500 位新西兰奶农控股的乳制品跨国企业。恒天然是新西兰颇负盛名的大型企业,占全球乳制品出口量的 30% 左右,收入超过 198.7 亿新西兰元,占该国出口总额的 25%。

该公司的办事处、生产基地和技术中心网络遍布全球,在新西兰及世界各地约有 1.6 万名员工;每年产出 220 亿升牛奶,为 140 个国家/地区的数百万消费者提供乳制品。

该公司近期在荷兰北部的海伦芬新建了一家乳制品配料厂,用于生产三种不同的乳糖粉和各种蛋白质产品。包括乳清蛋白浓缩物、乳清分离蛋白和富脂乳清蛋白浓缩物,以及多种具有专门功能的浓缩乳清蛋白粉,可用于具有高营养价值的婴幼儿、孕产妇和运动营养产品。

新工厂于 2015 年 7 月正式成立,荷兰国王 Willem-Alexander 出席了剪彩仪式。新工厂占地 25 公顷,并已与一家荷兰领先奶酪制造商达成合作:恒天然新工厂负责加工这家工厂在奶酪制作过程所产生的乳清。该工厂是恒天然在欧洲的第一家全资拥有和经营的配料工厂。该厂在达到峰值产量时,每天可加工 270 万升乳清,每年的乳糖产量约有 2.5 万吨、蛋白制品约达 5,000 吨。

在工厂的自动化和控制方面,有大量供应商和系统集成商可供恒天然采购主要设备。恒天然的新西兰工厂采用了罗克韦尔自动化的 Allen-Bradley® 可编程自动化控制器 (PAC) 和 SCADA 解决方案,而电机和电机控制技术则来自其它供应商。在海伦芬工厂的开发过程中,恒天然起初确实使用了同样的供应商组合进行了工厂测试。然而,罗克韦尔自动化及经其认证的系统集成商 Beenen B.V. 提出了一个非常强大的互联企业集成解决方案,因此恒天然选择以 Allen-Bradley 产品为基础,构建一套覆盖全面的自动化、过程和电机控制综合解决方案。

这类经认证的系统集成商致力于采用先进的罗克韦尔自动化技术,提供高端技术解决方案和客户服务。这些集成商与罗克韦尔自动化的销售和/或分销商相互支持。

凭借这种支持,恒天然能够通过单一供应商部署一套完全集成的控制解决方案,同时实现从工厂车间到上级管理层的有效沟通。通过获取、整理和分析生产数据,可以改善生产过程。并且,恒天然可以与工厂内外的各个领域共享重要的生产信息。

面临的挑战

新工厂面临的主要挑战是要在相对较短的时间内建成工厂并投产——工厂在 2014 年 2 月接到第一批订单,因此工厂必须在 2014 年底前建成并投产。在罗克韦尔自动化的支持下,Beenen 帮助恒天然兑现 12 个月(业内平均需要 18 到 24 个月才能完成)的时限承诺,在解决此项挑战过程中发挥了重要作用。

除时限挑战外,恒天然在电机控制与面板标准方面有自身的标准,有些设备界面来自其他供应商,甚至竞争对手。项目实施期间,我们利用过程库按罗克韦尔自动化标准进行转换。

解决方案

恒天然选择的全套集成解决方案包含了罗克韦尔自动化产品的多种元素,其中许多都是该公司尖端互联企业产品中一部分。

 通过使用 EtherNet/IP™ 作为主要的通信协议,恒天然为自己制造了轻松步入互联企业的机会,借助互联企业,制造商可实现机器、供应链及客户的信息联通。制造商能够因此建立数据/信息丰富、广受支持且安全可靠的制造过程,为未来的市场需求做好准备。


面向制造商的互联企业方法最终将打造一个更具竞争力和创新性的企业,从而提供深入的企业洞察,通过加快上市时间、降低总拥有成本、提高资产利用率和优化企业风险管理,实现生产效率、可持续发展和经济效益的多重提升。获取实时、实境化信息还可实现尽可能缩短停机时间、改进技术和优化流程、提高员工效率和进一步节省支出等其他优势。由于 EtherNet/IP 以未经修改的标准以太网为基础,这意味着不需要做太多工作即可建立这些连接,完整的安全解决方案也可用于用户控制并防止有害访问。

从产品的角度来看,恒天然已部署了多个 Allen-Bradley ControlLogix 可编程自动化控制器 (PAC),与 Allen-Bradley CENTERLINE® 2500 电机控制中心 (MCC) 配合使用,并配有 Allen-Bradley E300™ 电子式过载继电器以及 250 多个 Allen- BradleyPowerFlex® 可调速变频器,其中一些具有双以太网功能。电机控制中心安装在 42 个立式柜中,长 50 米。除了提供智能集中电机控制,CENTERLINE 电机控制中心还提供先进的能源管理功能,并可集成到罗克韦尔自动化集成架构中,提供真正的即插即用功能。

我们还根据总拥有成本 (TCO) 来选择供应商。我们不仅关注资本支出,还要考虑到 10 年周期内的生命周期成本,因此我们确定,Beenen 开发的罗克韦尔自动化方案是适合我们的解决方案。

Beenen BV 总经理 Alex van Dalen 表示:“Beenen 通过极大的努力才打败另外两个本地系统集成商,通过竞标赢得了这个项目。我们追求质量并致力于提供卓越的解决方案,因此 Beenen 请罗克韦尔自动化来设计和开发电机控制中心解决方案,而 Beenen 则承担其他基于 Allen-Bradley 解决方案的电气和自动化工作。我们与罗克韦尔自动化建立了真正的团队精神,在实施恒天然项目过程中,这种积极的合作影响显而易见,项目取得成功顺理成章。”

软件安装同样令人印象深刻:FactoryTalk® View 可提供过程的整体可见性,并可连接 ERP 和过程控制系统;FactoryTalk® Historian 可用于数据采集;FactoryTalk® VantagePoint 可用于提供信息、可视化和数据分发。由于数据采用易于读取的形式提供,因此当您需要数据时,可采用每个工作角色所需的特定格式自由获取数据;操作员和管理者能够更快地做出更明智的决策,并对生产线优化产生更大的积极影响。FactoryTalk® AssetCentre 使恒天然能够在其整个工厂中集中保护、管理、版本控制、跟踪和报告与自动化资产相关的信息。AssetCentre 还提供控制器的自动定期备份,从而支持“灾难恢复”。

Rockwell Software® CPG Suite® 提供基于价值的应用程序,能够帮助恒天然实现运营卓越、提高供应链效率、遵守法规准则以及达成可持续发展目标。

若要完成上述装配,还需要大量增值服务产品,其中包括一份提供重要备件的部件管理合同、一份 TechConnect® 支持合同以及针对恒天然操作人员的深入培训。

成果

Alex van Dalen 表示:“恒天然团队对源代码级集成带来的好处十分感兴趣,尤其是与罗克韦尔自动化电机控制相关的部分。他们发现诊断软件非常有用,可‘查看’电机控制中心的接触器,通常也能‘查看’控制器。互联企业方法使得恒天然团队实现了对制造数据的有效利用,而且每位员工均可根据需要查看历史和实时信息。”

恒天然的运营总监 Hans Berghorst 解释说:“罗克韦尔自动化已成为荷兰恒天然的标准装备,通过部署一套全面的罗克韦尔自动化解决方案,我们只需一家供应商(而非原来的两家),这也带来了维护和备件方面的诸多益处。我们还根据总拥有成本 (TCO) 来选择供应商。罗克韦尔自动化在这方面也很优秀;我们不仅关注资本支出,还要考虑到 10 年周期内的生命周期成本,因此我们确定,Beenen 开发的罗克韦尔自动化方案是适合我们的解决方案。这种集成方案也为我们的工程师带来了益处。通过 MCC IntelliCENTER® 解决方案,工程师可在控制室的 HMI 上执行重新启动,而无需前往电机控制中心。”

在讨论创建新面板时,Berghorst 补充道:“它是恒天然、Beenen 和罗克韦尔自动化的共同工程成果。我们一直计划拥有一个标准化的解决方案,而我们的确也有自己的内部库,恒天然将其用作内部标准,在世界范围内进行部署。但是,现在的电机驱动器均来自罗克韦尔自动化,因此我们在恒天然工程标准的基础上,联合开发了新的面板。

“从一开始,我们就确定要使用 Allen-Bradley 可编程自动化控制器和控制解决方案。在新西兰,我们与罗克韦尔自动化进行了很多次的联合开发,因此我们只需将例程和程序复制过来。此外,新西兰过程控制部门的专家对罗克韦尔自动化解决方案也非常了解。而且,从支持的角度来看,标准化解决方案明显更有优势。”

谈到五年的服务合同,Berghorst 继续说道:“我认为罗克韦尔自动化内部的一些顾问知识非常渊博,他们对系统了如指掌。而且我们与 Beenen 的合作也非常愉快,他们通常负责与罗克韦尔自动化进行直接交流。

“这是我们第一次在欧洲建立新工厂。”Berghorst 总结道,“所以很难就性能特征与其他地方的工厂和技术进行比较,但是到目前为止,我们对性能非常满意。

以上仅说明 Beenen 和恒天然使用罗克韦尔自动化产品及服务与其他产品相结合所取得的成果。其他客户取得的具体成果可能会有所不同。

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