食品行业领先企业运用自动化解决方案

作者:本网编辑 发布时间:2015-03-04

食品行业的生产方法以市场需求等因素为导向。市场的核心需求包括:能快速响应新情况、保持日益复杂生产流程的透明度以及监控成本。

雀巢比森霍芬工厂的日常工作包括精心挑选原材料、以最高级别的精度进行加工,以及在生产过程的各个环节保持稳定的质量控制。勿庸置疑,卫生和质量控制标准要远远高于标准法规的要求。

位于比森霍芬的雀巢工厂拥有 650 名员工,是德国的一家大型雀巢工厂,也是公认的具有竞争优势的低敏婴儿食品生产中心。该工厂还生产Alete和Beba品牌的麦片糊以及医用营养液。比森霍芬工厂生产的其它产品还有 NescaféXpress咖啡饮料和Thomy酱。

雀巢对该工厂进行扩建后,其生产能力提高了一倍多。此前,罗克韦尔自动化凭借其在食品生产行业的丰富经验和良好信誉,曾在项目早期参与过新厂房的设备配备工作。

由于罗克韦尔自动化已与雀巢在全球范围内展开合作,因此被选为新项目的系统提供商。控制柜、控制系统和交流变频器——公司提供各种Allen-Bradley?硬件帮助新工厂实现自动化。本项目于2009年夏季启动,2011年夏季投入生产。

食品行业的生产方法以市场需求等因素为导向。市场的核心需求包括:能快速响应新情况、保持日益复杂生产流程的透明度以及监控成本。

雀巢比森霍芬工厂的日常工作包括精心挑选原材料、以最高级别的精度进行加工,以及在生产过程的各个环节保持稳定的质量控制。勿庸置疑,卫生和质量控制标准要远远高于标准法规的要求。


图1 工厂受益于结构化和模块化的自动化技术,该项技术可快速灵活地实现系统扩展。此外,比森霍芬工厂使用的系统和技术类型还可以在全球范围使用,有助于为系统的长期管理提供支持。

面临的挑战

雀巢想要在位于比森霍芬的新工厂引进一套全集成解决方案,在该工厂实现全程自动化生产。该项目涉及无菌灌装和包装部分以及生产区域的自动化。生产低敏婴儿食品是一个十分复杂的过程,如果没有能够在极小容差等级范围内运行的计算机辅助控制, 管理起来将非常困难。过程中的每个环节都要进行管理、监控和记录。

雀巢为比森霍芬的自动化项目设定了几个战略和技术目标。其中包括对容差等级加以优化和实现轻松复制过程的能力。另一目标是改善质量保证、验证和批处理可追踪性。

公司还希望提高机器和过程功能的灵活性。在操作层面上,雀巢希望在降低劳动力成本和缩短生产周期的同时,最大程度地降低损失和减少夜班。比森霍芬工厂的职责还包括优化生产面积、库存和总监控成本。


图2 雀巢团队利用行业标准解决方案简化了维护工作和系统调整工作。“我们期待着EtherNet/IP 能经受未来的考验,”Florian Schreyer表示,“该解决方案通过提供对大部分车间级信息的集中式访问,为我们带来了可观的收益。”

解决方案

雀巢认为标准化的以太网对于安装至关重要,因为该项技术能够促进整个生产过程的规划和可视化。由于集中式交换机有助于优化可用性并在引起机器故障前检测到问题,使得I/O网络中的过程监控更加容易。现场设备的性能和灵活性及其集成功能是雀巢项目团队选择罗克韦尔自动化的另一原因。“雀巢曾与罗克韦尔自动化和Endress+Hauser合作实施过几个项目,”雀巢自动化工程师Florian Schreyer表示,“这两家公司都根据食品生产行业的特殊需求量身定制产品和系统。他们凭借在全球范围的供应能力,可以在系统和应用的整个生命周期内提供支持。”

为支持无缝生产流程,雀巢要求罗克韦尔自动化提供并安装控制柜、50台Allen-Bradley ControlLogix可编程自动化控制器(PAC)和相应的交换机,以及150台PowerFlex交流变频器 (0.75KW - 315KW)。

所有自动化技术均基于ControlLogix,包括FieldCare(Endress+Hauser的工厂资产管理工具)、带安全断开扭矩功能的 PowerFlex?变频器、Flex/Point I/OTM、Ethernet/IP、Stratix和集成交换技术。

罗克韦尔自动化提供的EtherNet/IP解决方案的一大优势在于,它能够在整个生产工厂范围内实现端到端的处理, 支持网络和现场设备与罗克韦尔自动化环境的集成。“几乎在雀巢团队提到 EtherNet/IP时,Endress+Hauser就立即参与到项目当中,”罗克韦尔自动化德国销售经理 Manfred Rothen表示,“Endress+Hauser与罗克韦尔自动化之间的合作以及两家公司的战略和产品开发,使我们清楚地看到,我们与雀巢选择的方向完全一致。”Endress+Hauser是罗克韦尔自动化的 Encompass联盟合作伙伴,在比森霍芬项目启动初期实施Promass科氏流量测量系统时就已经采用了新的EtherNet/IP技术,该技术与计划中的罗克韦尔自动化理念可以无缝对接。


图3 雀巢比森霍芬工厂的日常工作包括精心挑选原材料、以最高级别的精度进行加工,以及在生产过程的各个环节保持稳定的质量控制。勿庸置疑,卫生和质量控制标准要远远高于标准法规的要求。

取得的成果

比森霍芬项目于2009年夏季启动,自2011年夏季开始投入生产运营,各方面目标均已圆满实现。罗克韦尔自动化不仅提供硬件,还通过其解决方案和服务业务提供系统设计,保证达到最高标准。公司还生产控制柜,为雀巢提供可直接安装的成品,大幅节约硬件调试时间。雀巢的生产人员和经理对可持续性,尤其是无故障生产抱有较高的期望,这方面正是罗克韦尔自动化的强项。工厂受益于结构化和模块化的自动化技术,该项技术可快速灵活地实现系统扩展。此外,比森霍芬工厂使用的系统和技术类型还可以在全球范围使用,有助于为系统的长期管理提供支持。

罗克韦尔自动化与Endress+Hauser共同建立了一套成熟的集成系统。“这样,用户便可以在更高级别的业务系统中对生产工厂的实时数据进行分析。

解决方案

罗克韦尔自动化与Endress+Hauser的集成自动化理念包括:

50台 Allen-Bradley ControlLogix可编程自动化控制器 (PAC) 和相应的交换机;

约 150 台 PowerFlex交流变频器(0.75 - 315KW);

适用于端到端过程通信的EtherNet/IP网络基础架构;

Flex/Point I/OTM;

Stratix集成交换机;

Endress+Hauser科氏流量测量系统;

Endress+Hauser FieldCare资产管理工具。

取得的成果

在要求严苛的环境中实现制造、灌装和包装过程的端到端自动化;

罗克韦尔自动化组件和EtherNet/IP提供了一个可在雀巢其他工厂复制的解决方案;

节约硬件调试时间;

结构化和模块化的自动化理念,可以在必要时快速灵活地实现系统扩展。

工厂受益于结构化和模块化的自动化技术,该项技术可快速灵活地实现系统扩展。此外,比森霍芬工厂使用的系统和技术类型还可以在全球范围使用,有助于为系统的长期管理提供支持。

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