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Nelson Pine 合并控制和安全系统,以最大限度地减少停机时间

Rockwell Automation 帮助 Nelson Pine 集成了控制和安全系统,同时将对生产的影响降至最低

挑战

  • 将控制和安全系统更新为符合安全标准并能最大限度减少生产停机时间的集成系统

解决方案

  • 集成控制和安全 - 现有的 PLC-5® 平台被 GuardLogix® 集成安全系统所取代
  • 低压变频器 - PowerFlex® 753 和 525 变频器具有安全断开扭矩功能和设备级环形以太网连接,有助于调试和查找故障
  • 保护锁开关 - TLS-Z GD2 安全保护锁开关具有内置射频识别功能,可对区域进行控制和监控
  • PanelView Plus 图形终端 - 用于故障查找和监控的 PanelView™ Plus 操作员界面

成果

  • 满足安全标准 - 符合 EN ISO 13849 标准并针对工厂做了定制
  • 安全区域控制 - 提供集成安全性,允许关闭工厂的某个区域,而其他区域仍保持运转
  • 最新的带有射频识别功能的保护锁开关,可对区域进行控制和监控
  • 互联集成系统 - EtherNet/IP™ 用于连接 DLR 并减少安装时间和布线
  • 最大限度地减少停机时间 - GuardLogix 提供了即时编辑硬件和运行时集成的能力,这提供了显著的生产优势

Nelson-Marlborough 地区是新西兰的主要林区之一,有 16% 的生产用地位于生产林内。Nelson Pine Industries 的年加工能力为一百万立方米,占到该地区年砍伐量的 40%。

该公司使用在新西兰纳尔逊人工林中生长的辐射松为原料生产 GoldenEdge MDF(中密度纤维板)和 NelsonPine LVL(单板层压材)。

Nelson Pine Industries 已发展成为世界上最大的单站点 MDF 生产商之一,而其 NelsonPine LVL 产品也已在新西兰建筑业和海外占据了一定的市场份额。该公司在产品一致性和质量、可持续木材资源管理、低环境影响实践和以市场为导向的产品和生产开发方面享有盛誉。

近来,林产品加工技术经历了非凡的进步,质量、回收利用率和安全性方面也得到了改善。Nelson Pine 致力于遵守不断进步的安全标准,积极采用最新的控制和安全技术。随着安全标准的不断提高,工厂迫切需要升级。Nelson Pine 希望 Rockwell Automation 为其开发一个将控制和安全相集成的解决方案,同时最大限度地减少生产停机时间。

安全第一

对于无时不刻都在不间断生产的工厂来说,控制和安全至关重要。Nelson Pine Industries 自动化工程师 Ian Craw 说:“工厂设备逐渐老化。为了升级削磨机,我们决定从整个控制主干网开始,以充分利用先进的技术并满足现行的安全标准。”

削磨机是该站点的主要设备,卡车将原木卸载到此处进行加工。该站点有两台枢轴式起重机和一台滚桶剥皮机,每小时可加工 300 吨原木。控制和安全系统对于削磨机来说至关重要,因此,升级的第一阶段包括用 GuardLogix® 集成安全系统替换现有的 PLC-5® 硬件平台。

Rockwell Automation 客户经理 Sean Doherty 介绍说:“GuardLogix 提供了标准的 ControlLogix® 系统的优点,同时也包括支持 4 类/性能等级 e 安全应用的安全功能。此外,GuardLogix 还提供集成安全、离散运动、驱动和过程控制。”

“Nelson Pine 在做法方面一直极具创新性。我们经常看到他们将安全系统连接到控制系统,这可能符合安全要求,但会影响其他业务目标,例如生产率和停机时间。在与 Nelson Pine 接触的早期,我们就向他们反映了这类解决方案的问题。”

为了实现区域控制,削磨机建筑被分成了两个地理安全区,并采用一些具有射频识别技术的最新安全保护锁开关来控制和监控这些区域。

第一个安全区包含一台大型滚桶剥皮机,它能够转动原木并除去树皮,为后面的切片机操作做好加工准备。过时的可调速变频器被采用主/从配置的八个 90kW PowerFlex® 753 变频器所替代。它们通过设备级环网接收速度/转矩参考,并通过安全断开扭矩实现停止类别 0 到类别 3/性能等级 d 标准。

“区域控制提供的集成安全性使得工厂能够关闭一个区域,而不影响到其他区域的正常运转,从而提高了生产率。我们的目标是零伤害,但也希望尽量减少对生产计划的影响。所以,我们提出了一个有助于实现这一目标的解决方案。”Doherty 说道。

第二个安全区包含对 1.8MW 切片机主马达的安全速度监视和对 11kV 马达断路器的安全位置监视,以确保在工人进入危险区域前已执行上锁挂牌 (LOTO)。

“在升级设备时,符合现行的安全标准是首先要考虑的目标。我们正在努力达到机器安全标准 EN ISO 13849,并计划未来几年内在大部分站点实现性能等级 d 标准。”Craw 说。

连接和可见性

由于站点各部分之间相距数百米,所以使用 EtherNet/IP™ 网络来减少所需的布线和安装时间,最远的距离用光纤连接。

使用设备级环网 (DLR) 实现了控制和安全系统的完全集成,环形拓扑结构提供了高弹性和高可用性的安全网络。与现场安全设备连接的各不同站点部分采用了多个 DLR,将信息返回到监控各种过程的集中式安全处理器。

“该解决方案的巨大优势之一是远程查看数据的能力。我们使用 PanelView™ Plus 作为操作员界面,以便对现场设备进行故障排查和监控。在以前的系统中,我们不得不使用多种软件系统来尝试诊断问题,但现在不管是控制代码还是安全代码,我们都可以通过 ControlLogix 轻松访问和查看。”Craw 说。

除了现场使用的 PowerFlex 753 变频器以外,Nelson Pine 还采用了具有安全断开扭矩和以太网功能的 PowerFlex 525 变频器,减少了调试时间和故障排查时间。

即插即用

Craw 表示:“使用 GuardLogix 的优点是可以在运行时编辑和修改代码。在我看来,减少调试过程造成的生产停机时间至关重要,因为工厂的许多方面几乎是无时不刻都在不间断运行的。”

“削磨机中的机器需要每天 24 小时持续运转,因此一旦 GuardLogix 成功投入使用,我们就可以实时添加硬件和编辑安全代码,这给我们带来了巨大的生产优势。”他说。

此外,Nelson Pine 还使用安全自动化构建器工具来促进安全系统的规划,以达到所需的安全绩效等级。该工具利用业界最完整的安全产品以及被广泛接受的最佳范例来帮助公司构建完整的安全解决方案。

Craw 说:“多年来,人们一直在说系统控制和集成会变得更加简单易用,但直到现在,ControlLogix 才真正将我们带到了这一水平。”

木材加工领域的全球领导者

Nelson Pine Industries 采用了既安全又环保的生产过程。由于新的控制和安全解决方案在削磨机上取得了成功,Nelson Pine 正计划在整个工厂部署该解决方案。

“我以前使用过其他安全硬件,但它们只关注安全方面,如果从全局视角来看,这很难实现。我们的工厂涉及大量的安全输入/输出,以及许多不是针对那种规模构建的其他系统。”Craw 说。

“Rockwell Automation 合作态度真诚,为我们提供了宝贵的支持和应用知识,使我们工厂的安全性提升到新的水平。我们不仅较为轻松地达到了适当的性能等级,而且最大限度地减少了生产停机时间,这对我们的工厂来说至关重要。”他说。

上述结果是 Nelson Pine Industries 将 Rockwell Automation 产品和服务与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。

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