PC控制技术助力涂料厂数字化转型提升产量150％

　　使用工业涂料是长效、优质保护从小型空压机到工业重型机械等设备在恶劣环境下工作的重要方法。涂料质量的一致性直接关系到表面防护性能以及品牌效应等。传统制造商Pépin Industries主要从事溶剂型工业涂料的生产，公司一直以快速生产周期闻名。如果根据行业标准衡量，其生产批量可能较小，通常只有几百加仑（1加仑≈4.5升），但这种方法让客户能够在需要的时候精确订购他们需要的量。

　　过去，耗时的人工流程限制了订单履行的可追溯性和工厂员工的效率，从而限制了公司的规模化生产能力。当Pépin搬到魁北克省考恩斯维尔的新工厂时，他们找到了CentrisTechnologies，希望用创新的自动化解决方案实现其传统业务的数字化转型。“经过多年的发展，我们的智能工厂服务项目目前已包括自动化和控制、MES及SCADA等工业软件，以及ERP系统对接和Web服务整合。”Centris公司联席总裁EricThibaudeau说道。

　　基于PC的控制技术大幅提高生产效率

　　技术升级与更新换代的目的是提高精度和透明度，以及产量。Pépin公司生产部和实验室主任Hélène Daigle说道：“过去，我们高度依赖人工流程，因此很难实现全程跟踪生产过程。操作人员虽然有工作单，但很难弄清楚他们在搅拌混合过程中是否严格遵守了操作步骤和配料量。”这样会导致未通过质量检验的涂料返工，或者由于着色效果不佳、成分配比不正确或受到污染而销毁一个批次的涂料。由于缺乏数据记录，因此很难确定生产过程中存在的问题，也很难在日后纠正这些问题。因此Pépin邀请Centris公司攻克这一难题。工程团队利用其IT和自动化技术（AT）专业知识提出了先进的解决方案，包括提高生产过程可追溯性、设备监控、预测性维护等。

　　涂料厂中的一些化学物质容易引发爆炸 ，因此设备控制和数据采集变得更加复杂。此外，Centris团队一直采用工业PC技术，但他们以前的供应商提供的控制器面临着过时、性能不可靠和缺乏互操作性等难题。鉴于之前与倍福加拿大分公司合作的项目取得巨大成功，Centris公司决定改用倍福基于PC的控制技术，包括Pépin的应用。“Centris公司负责将传统系统集成和IT解决方案融合于一体，因此他们自然会选择与倍福合作。”倍福加拿大分公司区域销售经理Ted Sarazin说道。

　　自动化技术助力优化搅拌混合过程

　　Pépin的新工厂内有六个用于存放最常见的涂料生产原料的储存罐，以及用于运送涂料助剂、树脂、沙子等其它各种原料的搬运箱。自动化系统将物料从储存罐和搬运箱输送给正确的搅拌混合工位，并自动进料重新装满储罐。系统可以控制温度和压力，同时监测原料装填状态等情况。因此，它可以确保每种成分的添加量都足够，并且在输送过程中保持适当的粘度。过去，操作人员必须在搅拌混合前推着大桶，手动测量各种成分含量，而现在他们通过每台涂料机自动启动和管理这些生产过程。无论是手持平板电脑，还是安装在工位上的平板电脑，都可以简单地控制和查看数据，并在需要时发出报警。

　　倍福C6030超紧凑型工业PC用作中央控制器。“倍福工业PC的性能非常强大，并能够实现快速循环。”Centris公司工业软件开发工程师Marc-André Duguay说道。“通过TwinCAT软件（尤其是ST语言结构化文本），可以轻松访问数据、进行编程和故障排除。”

　　倍福基于PC的控制技术具有良好的开放性和连接性，能够通过OPC UA与Centris开发的SCADA进行通信。它还简化了工厂的本地组网工作，通过TCP/IP实现控制器和平板电脑之间的通信。AT与IT技术的融合也有利于ERP生产系统的持续转型升级。

　　EtherCAT甚至可以实现危险区域的高效组网

　　EtherCAT能够实现连续的现场级通信。倍福的ELX系列EtherCAT端子模块能够直接连接危险区0区内的现场设备。这些模块省去了传统防爆方案中需要使用的额外防爆外壳和安全隔离栅，降低了系统和人力成本。

　　“EtherCAT的配置也非常简单：我们只需连接I/O，点击‘扫描’，TwinCAT就能找到所有节点。”Marc-AndréDuguay补充道。Centris除了使用倍福的ELX端子模块之外，还使用了大量IP20级EtherCAT端子模块，包括用于集成安全功能的TwinSAFE端子模块。通过EtherCAT耦合器EK1100连接的远程网段与气动阀、大型压缩机、用于混合涂料的变频器等设备进行通信。EtherCAT支持线型、树型和星型等拓扑结构。尤其是环形拓扑结构，它为Centris系统提供所需的线缆冗余。

　　此外，开放式以太网现场总线简化了多个厂商架构之间的通信工作。倍福的网关和总线耦合器支持30多种重要的通信协议。例如，倍福16端口以太网交换机CU2016可以轻松地通过EtherNet/IP集成原料计量秤，TwinCAT可以通过BACnet与气体检测和通风系统进行通信。此外，楼宇自动化和工业自动化系统整合于一体，客户因此能够在SCADA中查看所有通风信息，Marc-André Duguay解释道：“化学烟雾达到一定浓度后会非常危险，工厂有报警装置保护操作人员的人身安全，而通过可视化系统可以查看更多关键信息。”

　　自动化和IT技术的融合

　　Pépin在完成数字化转型后将产量提升了150%以上。“有了新系统之后，我们的产能从每天生产8个批次增加到12个批次，有时甚至能达到15个批次，平均每个批次的产量从180加仑增加到300加仑。”运营总监Francis Pépin说道。新系统不仅帮助这家工业涂料生产商显著提高了生产透明度，而且优化了生产调度，同时还能够基于可付诸行动的数据洞察力分析和改进流程。精度的提高显著减少了后期调整工作以及原材料浪费。“更好的生产过程控制将返工的批次数量从每月的2到3个减少至每季度只有1个。”Hélène Daigle说道，“由于每个批次产品的大部分配料要么已经过预先称重，要么来自自动化系统，大大减少了工人在仓库中寻找原材料花费的时间。”

　　Centris认为，基于PC和EtherCAT的自动化技术的使用还显著提升了各个项目团队的工作效率。自从公司改用倍福技术之后，调试时间也缩短了很多，即使对于复杂的系统也是如此。“与倍福这样的控制系统供应商合作让我们感到踏实和放心，因为他们在自动化领域始终保持着技术领先地位，并不断提升产品的技术水平。”Centris公司创始人之一MichelKakos说道。

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