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只需二個月 模組化導入 快速升級智慧工廠
2018-01-17
隨著智慧製造各階層資訊廣泛被各界產業討論,愈來愈多傳統製造業對於自動化升級已有基礎的概念,但還是不免有諸多疑慮,舊有設備是否都要同步更新?是不是要花一大筆錢去建置新的控制系統?智慧製造究竟是真的可以提升效能效率,還是僅為一個大家共同發起的話題性活動?種種的想法在未進行實際評估導入前,猜測的想法其實都只屬紙上談兵,但若現今提出一個智慧化的改造案例,過程從發想到完成僅僅只花了2個月,是否也會想嘗試趕快讓傳統生產馬上跟上時代。

塑膠吹袋產線的升級實例



羅昇企業近年積極協助各規模等級製造廠商進行智慧化導入,以儘量不更動原有生產設備,也就是延用舊有設備佐以輔助科技的方式,讓客戶快速達到最高的智慧化效能。以傳統的塑膠吹袋機產線為例,智慧化的流程既明確又快速,不僅達成委託主原有的功能性需求,更替客戶提升其他附加的增益效能。

一、企業為何希望智慧化,他們遇到何種問題
(一)傳統機台皆為傳統電路,控制方法已不合時宜:由於傳統機台是以實體的開關按鈕進行控制,並沒有邏輯性思維,因此客戶希望可建置PLC以進行邏輯性控制。
(二)多台設備皆需獨立控制,耗時費工:以溫控而言,過去所有機器的溫度都需透過監看一個個獨立錶頭來控制,若產線設備一多,人員仍必須一台一台機器去進行開關監管,耗時費工,客戶希望能有主控室的建立,未來就能透過清楚易判的人機操作介面進行整合性控制。
(三)所有設備皆未具聯網功能:設備沒有聯網,就很難達成以上效率化控制的目的,另外由於沒有資料回傳的鏈結,沒有大數據的累積,未來自然就不可能有數據分析的機會。

二、羅昇了解客戶需求後如何作出相對因應
(一)在不改變既有生產設備下去作最經濟的升級規劃
(二)導入PLC邏輯控制器取代實體開關控制
(三)導入人機介介面:透過單一人機介面同時控制多個設備與對應的功能,並可做多國語言畫面設定。不像過去人員需走到一個個機器旁去作手動調整,導入後僅需由畫面切換叫出本次需調整的項目(如溫度或轉速),結束時就可將視窗收起來,操控上清楚便捷。
(四)全面建置聯網功能:透過工業級乙太網路、具通訊功能的變頻器及溫控模組的布建,協助生產線升級聯網系統,也進一步協助PLC及人機介面的導入。

三、羅昇如何規劃新的產線
(一)押出主機、溫控及進排風設備
過去進排風∕冷卻∕引取等功能項目皆是獨立作業,各司其職,但透過網路設備、PLC、變頻器及溫控模組的導入,將可讓所有獨立作業全面聯網,進而走入智慧化系統時代。
以溫控為例,透過溫控模組台達DT3的導入,可將過去傳統錶頭顯示方式,透過聯網升級,讓工作人員不僅可在溫控模組的錶頭監看溫度,在後端的人機介面也可同步進行監看。
過去生產線使用傳統溫控錶頭顯示溫度狀況時,人員的監控成本相對很高,但透過DT3的導入,操作人員不但可透過人機介面主機去作監控,更可透過DT3與原先加溫設備進行整合,使操作人員可透過人機介面主機去設定期望的溫度值,即使今天操作人員不在廠域內,他也可透過手機App去監控設定他想要的溫度值。
此外,在PLC控制的部分,羅昇規劃導入的是台達PLC AH500,由於AH500本身是屬於中型可多點鏈結的機種,其本身不但設置有RS485的通訊埠,更可支援Ethernet的通訊功能,使其可透過RS485與未支援Ethernet的溫控模組DT3及台達數位電表DPM鏈結。另又可透過台達工業級乙太網路DVS與有支援Ethernet的台達VFD變頻器與台達DOP人機介面進行串接,使整個系統皆可透過PLC與人機介面進行鏈結,達成整體聯網的體系。
未來待數位電表DPM和溫控模組DT3,甚至其他如壓力、位移等模組皆支援Ethernet通訊時,整個架構就會變成PLC直接鏈結路由器DVS,再由DVS去串接各類模組與人機介面這樣具速度又簡便的配置模式。

(二)捲收台設備
捲收台過去也是獨立的傳統機台,客戶也希望透過智慧化過程將其升級為聯網的互動性生產設備,在這個系統中雖然台達的DOP人機介面本身是有RS485的通訊埠,但若是鏈結多台的設備後,可能會有訊號變慢的問題,因此羅昇在此部份增設了台達IFD9506通訊模組,他可將RS485訊號轉為Ethernet可讀可收的訊號,也讓人機介面可順利透過Ethernet 與伺服馬達作連動。
這樣的配置不僅可讓整體傳輸的速度可以保持一定的水準,也讓配置的台達PLC模組DVP-EH3也可透過Ethernet達成傳輸工作。主因是類似DVP-EH3這類的小型的PLC裝置目前僅支援RS485訊號,但透過IFD9506就可讓他馬上具備有可透過Ethernet 控制伺服馬達Ethernet。

(三)扭力限制器及智慧電表設置
為改善過去馬達皮帶間接傳動效率低的問題,羅昇規劃將皮帶傳動改為直結傳動,雖然直結方式傳動效率高,但在過負載狀況下,可能造成後端螺桿和減速機等設備受損,因此羅昇在此特別配置義大利COMINTEC扭力限制器取代傳統的聯軸器,將可保護後端設備不受損。
此外,為使整體生產更智慧節能化,羅昇也特別將台達DPM數位電表的導入整個系統,讓人員透過人機介面了解目前的耗能的狀況,也可透過數據分析了解產線長期的耗能情形。

羅昇如何進行導入的評估和施作
智慧化工程是否複雜又耗時?其實不然,透過以下幾個流程,將快速的幫助您釐清需求並進行實際的智慧化布建。
一、協助客戶提出功能別具體需求:設備需要扭力保護?需要溫控?需要聯網?需要可視化?透過功能性的想法了解客戶的確切需要。
二、顧問提出功能別建議:針對以上需求,羅昇資深技術團隊將依個別功能提出可行改造建議。
三、整體性規劃建議:針對個別的功能建議進行整合,提供客戶一個整體的系統軟硬體規劃。
四、搭配圖面整合性導入規劃建議:透過目前客戶現有的生產線布建圖面與上述整體規劃進行綜合性評估,討論出最適的改造方案。
五、報價
六、正式導入布建
七、試車及調整
八、後續售後服務:在客戶正式投產一段對間後,羅昇將主動了解客戶目前升級後是否有相關問題的產生,比如建置的扭力限制器是否容易脫離打滑?扭力限制器選擇的規格是否太小?目前選擇的變頻器會不會有跳車狀況?人機介面是不是反應足夠靈敏,有沒有延遲的問題?或是PLC控制的動作是否確實,有沒有不精準的問題?各類可能問題羅昇皆會協助客戶達到最完美的預期效能,讓客戶不僅是完成了軟硬體的升級,更可得到最專業的技術顧問支援。

智慧化導入將會在哪些潛力市場快速發展
對於目前有意智慧化升級的企業,可能可以透過多種管道自行進行整合,但若是符合以下條件的廠域,在升級上即可能會遇到較大的困難。
 一、現有的產線是由多家廠牌的設備組成:多家廠牌的設備可能在通訊、控制上都有不同的協定或機制,整合或升級困難度很高,但透過羅昇多年的整合經驗,以及與多家設備廠牌的合作技術,羅昇絕對有能力協助客戶一起完成分析和規劃,快速達成智慧化的目的。
 二、所有舊有設備皆不具聯網功能:透過類似以上案例的方式,羅昇可藉由不同模組的導入讓現有設備在不更換的前提下進行聯網的升級,或是透過聯網設備的建置串接,讓各種不同接孔、通訊協定的鏈結方式作整合性的轉換,達成最後整體聯網通訊的目的。
由於台達目前已開發出非常多各類的功能模組,羅昇即可透過這些模組以類似積木疊合的方式,完成各種客戶需求的智慧鏈結功能。透過台達的完整產品線,不用擔心多模組的溝通問題,再加上羅昇多年的系統整合經驗,將可使您的智慧化布建實現的更快,完成的更好。