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Kia Motor Slovakia 将安全停机时间缩短多达 70%

Allen-Bradley GuardLogix 通过在 EtherNet I/P 上使用 I/O 模块减少停机时间并引入可视化,从而最大限度地提高车身车间的效率

解决方案

成果

  • KMS 现在拥有灵活且极其可靠的生产线
  • 灵活的平台减少了维护和故障处理工作量
  • 发现和解决问题的速度大幅提升
  • 生产线更容易维护
  • KMS 现在考虑计划对其他生产线也采用类似的解决方案

背景
Kia Motors Corporation (KMC) 成立于 1944 年,是韩国历史最悠久的汽车制造商。作为现代起亚汽车集团的子公司,Kia 致力于成为全球一流的汽车品牌之一。KMC 的目标不仅是增加在欧洲的市场份额,而且还要增加在全球的市场份额。为此,KMC 在斯洛伐克的日利纳建造了其第一座欧洲工厂。该工厂于 2006 年 12 月投入生产,汽车年产量达 300,000 辆。

2009 年,Kia Motor Slovakia (KMS) 主要生产两种型号 — 起亚 Cee'd 和起亚狮跑。起亚 Cee'd 车型占据了总产量的 80% 以上。2010 年,该产品组合又增添了新的 SUV 型号 — 新狮跑和现代 ix35,这样,KMS 现在生产的型号已达到三种。
2010 年,SUV 车型占总生产量的 50% 以上。当年,KMS 的汽车产量达到 229,505 辆。

挑战
与其他汽车公司一样,优化制造过程变得比以往任何时候都重要,以便最大限度地提高效率和生产率。KMS 需要一个集成解决方案,将信息和设备彼此无缝连接地连接起来。

KMS 的车身车间采用与 ControlLogix 相连的 CompactLogix 进行运转,其车身 (BC) 生产线负责装配所有活动部件,由 20 名员工手动进行操作。但是,频繁出现的故障不仅使生产效率下降,而且有时还导致 KMS 的整条生产线停止生产。

BC 生产线配有 SICK 安全继电器,并采用 SICK 安全扫描器和继电器进行保护。安全继电器使接线方式和长导线(从安全设备连接到主机柜中的继电器)变得非常复杂,且扫描器没有旁路功能。

安全电路或安全设备导致了许多小规模的生产线停机,而且往往很难发现故障的原因或位置,同时更换起来也要花费很长时间。由于安全接线电路很长且很复杂,所以可以预见到,未来还会有生产线停机的情况发生。

长期以来,基于继电器的安全控制都在帮助防止员工与机器之间发生危险接触。扫描器和由安全继电器连接的紧急停机按钮等安全设备一直是保护机器操作员人身安全的优选方法。

但是,由于继电器需要采用硬接线,因此它们提供的故障诊断很有限,而且难以适应应用情况的变化。出于这些原因并考虑到紧急情况,KMS 需要一种替代性的集成安全解决方案,该解决方案需要显示状态,并具有比现有继电器系统更高的可靠性和灵活性。

解决方案
为了寻找一种既能满足其对集成安全解决方案的需求又具有可视化和更高可靠性的解决方案,KMS 向 Rockwell Automation 求助;对于 KMS 的工厂投产以来的许多业务来说,Rockwell Automation 一直是可靠的供应商。

Rockwell Automation 建议使用一种安全系统,该安全系统由一个与安全相关的可编程控制器和一个网络构成。安全控制器取代了传统的安全继电器,帮助客户创造既精益,适应能力又快的制造流程,从而保障操作员的人身安全。

Rockwell Automation 提供了其 Allen-Bradley GuardLogix 安全控制器,它可以在具有安全固件的标准 Allen-Bradley ControlLogix 处理器和安全处理器的基础上进行扩展。该控制器添加了远程安全 I/O 模块,并将这些模块连接到了 EtherNet I/P 网络。他们还为现有的 Allen-Bradley PanelView Plus 面板增加了对安全状况、报警、紧急事件的可视化,并开发了对控制系统和可视化的编程。所有作业(包括编程和安装)都是由 Rockwell Automation 客户支持和维护 (CSM) 团队提供的。

Allen-Bradley GuardLogix 汇聚了 Logix 平台的优势(公用编程环境、公用网络和公用控制引擎),并在易于使用的环境中提供集成安全控制,同时还提供安全完整性等级 (SIL) 3 控制。通过部署 Allen-Bradley ControlLogix 处理器,GuardLogix 用户可以享受到公用编程软件、控制器和 I/O 带来的好处,以帮助缩短开发时间并降低应用成本。

在传统设计中,如果有人进入设备单元,或者有一台设备在生产过程中出现故障,整个生产线就会停止。KMS 必须检查每个区域及其设备,以发现问题。这样很难找出故障,因此 KMS 无法确定何处的安全按钮被按下了。在找出并解决故障之前,整个生产线都处于停产状态。

采用新设计后,生产线分为五个区域。每个区域都有一个机柜,每个机柜的安全 Point I/O 的接线长度都只有 2-3 米。每个安全 Point I/O 都使用 RSLogix 5000,通过 EtherNet/IP 与 Allen-Bradley GuardLogix 相连。每个扫描器都具有旁路功能,可以发出光信号并进行切换。
现在,当生产线中断时,仅会停止相关区域,并用信号指示出问题位置。操作员还可以通过 EtherNet/IP 实现可视化,轻松与每个区域通信。操作员可以轻松地找出故障并快速予以恢复,同时其他区域可继续运行。

成果
KMS 认为 Rockwell Automation 解决方案是一个完全成功的方案。通过从基于继电器的解决方案转换到安全可编程逻辑控制器,KMS 现在的生产线变得既灵活又相当可靠。灵活的平台减少了维护和故障处理的次数,同时还有助于根据需要确保安全性。KMS 现在计划对车身车间和冲压车间的其他生产线也应用这种集成安全概念。
“我们能够快速找出故障并解决问题,因此减少了多达 70% 的安全停机时间,从而显著提高了生产效率。”KMS 车身维护经理 Ondrey Vasek 说道,“最重要的是,生产线现在很容易维护,这使我的生活变得轻松多了。”KMS 的目标之一是提高现有安全生产线的效率。KMS 现在正在考虑计划对其他生产线采用类似的解决方案,作为其后续措施的一部分。KMS 很可能将 Rockwell Automation 的带有 GuardLogix 的集成安全解决方案视为其标准平台。

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