ペットフードメーカーは失敗をなくすことに焦点を合わせています

リスクを最小限に抑え、プラントのシャットダウンを回避し、投資収益率を最大化しながら、テクノロジーをアップグレードする必要性に苦労したことがありますか？もしそうなら、あなたは一人ではありません。 Hill’s Pet Nutritionは、アナログ入力に関連する定期的な障害を排除するために、2006年にケンタッキー州の工場で既存のI / Oシステムをアップグレードする必要があることを認識しました。同社は、ロックウェル・オートメーションのAllen-Bradley ControlLogixプログラマブル自動化コントローラー（PAC）に基づく制御技術を、ほとんどダウンタイムなしで実装しました。テクノロジーの移行は、I / O障害の排除と、ソフトウェアプログラミングの合理化にも役立ちました。

獣医によって50年以上前に設立されたヒルのペットフード製品は、86か国で販売されており、売上高は10億ドルを超えています。同社のスタッフには150人以上の獣医、栄養士、食品科学者がいます。

アナログ入力に関連する定期的な障害は、モジュールが再び機能し始めるように、メンテナンスをI / Oラックに出して、カードを抜き、再接続する必要があることを意味しました。

「押出機ラインのすべてのプロセス制御はアナログ入力を介して通信されるため、その通信が失敗すると、基本的にプロセスがシャットダウンされます」と、Hill’s PetNutritionのシステムエンジニアであるShaneSimmons氏は述べています。 「押出機ラインがシャットダウンすると、システムを再構成してプロセスをオンラインに戻すのに最大1時間半かかる場合があります。」

さらに、ベンダーがカードを製造しなくなったため、交換用カードを見つけるのが難しくなりました。他の唯一の選択肢は、それらを修理してもらうことでした。これにより、遅延とコストが追加される可能性があります。

ヒルはまた、原材料、押出成形、包装ラインの異なるコントローラーと、原料混合プロセスの厳しい許容範囲を維持するために使用されるバッチラインのデュアルコントローラーについても懸念していました。信頼性の低いサービス、オペレーターの知識の低下、および保守とサポートのコストの増加は、制御システムの移行の強力な事例を示していました。

「I / Oシステムと既存のコントローラーからの継続的な信頼性の問題がテクノロジーライフサイクルの終わりに近づいていることから、両方のプラットフォームのメジャーアップグレードの時期であることがわかりました」とSimmons氏は説明します。 「既存のインフラストラクチャに最小限の影響で統合でき、過去の投資を保護しながら将来に向けて成長できるテクノロジーフレームワークを提供できる、柔軟で高性能な制御システムが必要でした。」

おそらく最大の課題は、本番環境への影響を最小限に抑えながら、両方のプラットフォームの同時アップグレードを実装する方法を決定することでした。エンジニアは、特にプラントの激しい生産需要と複数のラインへの潜在的な影響を考慮して、多段階プロセスの一部としてアップグレードを実装することが最善の戦略的アプローチであると判断しました。

Hill’sは、ロックウェル・オートメーションとそのControlLogixPACに移行することを決定しました。決定の重要な要素は、工場内の他のコントローラーと通信しながら、既存のI / OカードをスキャンするControlLogixPACの機能でした。このソリューションは、マルチフェーズ実装の一部として、既存のI / OをAllen-BradleyFlex I / Oプラットフォームに変換するための費用対効果の高い方法をHillに提供しました。

最初のフェーズは2008年の初めに始まり、4つの押出機ラインのうち最初のラインをControlLogixPACテクノロジーに変換しました。エンジニアは、既存のシステムからI / Oを取り外し、それをControlLogix PACに接続して、週末にテストするだけでした。次に、エンジニアはそれを元のシステムに接続し直し、その週の生産への影響を最小限に抑えます。これにより、段階的なアップグレードを可能にしながら、必要なダウンタイムを最小限に抑えることができました。

「それはおそらくこのプロジェクトを売った最大の要因の1つでした」とSimmonsは言います。 「この変換を実装するために、10台を超えるI / Oラックを交換するために、最低6か月から1年はラインを停止する必要はありませんでした。これは、ダウンタイムのコストが高いため、運用にはまったく受け入れられません。」

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標準化はプラント全体の統合をサポートします
ControlLogix PACへのアップグレードにより、プラントはEtherNet / IPネットワーク通信の標準化に移行することもできます。現在、このプラントは、DeviceNet、Modbus Plus、Data HighwayPlusなどの複数のネットワークを維持しています。これらを単一のネットワークアーキテクチャに絞り込むと、プラントのメンテナンスとトラブルシューティングが簡素化され、プラント全体の統合が向上します。

移行イネーブラーは、ヒルの段階的アプローチでも重要な役割を果たしました。使用された2つの移行イネーブラーは、ロックウェル・オートメーションのPartnerNetworkに参加しているEncompass製品パートナーによって提供されました。QuestTechnicalSolutionsのAutomation Network X-change（AN-X）モジュールと、ProSoftTechnologiesのModbusPlusデュアルポート通信モジュールです。

AN-Xモジュールは、すべてのI / OおよびControlLogixPACインターフェイスのデータベースとして機能し、シームレスな方法でそれらをリンクおよびマッピングします。このモジュールは、既存のI / Oスキャナーに取って代わり、すべてのI / Oカード情報を自動的に読み取り、イーサネット経由でControlLogix PACに渡し、プラント全体の通信機能を提供します。

また、ロックウェル・オートメーションのRSLogix5000プログラミングソフトウェアにインポートできる新しいタグも提供します。これにより、コントローラー内の特定のI / Oデータを簡単に参照できます。

Modbus Plusデュアルポート通信モジュールは、既存のModbusPlusネットワークとControlLogixコントローラーバックプレーン間のI / Oモジュールとして機能します。これにより、プロセスとモジュール間のデータ転送のためにプロセッサメモリに簡単にアクセスできます。モジュール内の4,000ワードのレジスタスペースは、ControlLogix PACと既存のネットワークの間でデータを交換し、ControlLogixPACプラットフォームがピアとして既存のネットワークに直接接続できるようにします。

ラダーロジックは、モジュールとPAC間のデータ転送に使用されます。構成データは、ユーザー定義のラダーを介して取得されます。その他の潜在的なHillのアプリケーションには、ControlLogixコントローラーをModiconコントローラーに接続することや、ドライブ、リレー、パワーモニターハードウェアなどのModbusPlusを話すデバイスをロックウェルオートメーションのコントローラーバックプレーンに接続することが含まれます。

最初の押出機ラインの継続的なアップグレードには、既存のコントローラーをControlLogix PACに変換し、約10個のI / OラックをFLEXI / Oプラットフォームに変換することが含まれます。既存のModbusPlusネットワークは、最終的にEtherNet / IPに置き換えられます。

さらに、プラント内の可変周波数ドライブが更新されると、それらはAllen-Bradley PowerFlex70ドライブに置き換えられます。

I / Oの信頼性の問題を減らし、ダウンタイムを減らすことで、プラントは約5％の生産性の向上を期待しています。さらに、ControlLogix PACの高速処理機能により、プラントはバッチライン上の2つのコントローラーを1つのコントローラーに置き換えることができます。

貴重なプログラミングサポート
ControlLogix PACを実装した後、プラントは、ケンタッキー州ボウリンググリーンのローカルサポートに、ローカルの認定アレンブラドリーディストリビューターおよびロックウェルオートメーションのサポート機能を介してアクセスできるようになります。これは、ControlLogixPACで使用される標準のRSLogix5000プログラミングパッケージのプログラミングサポートに関しては特に重要です。

「特に国のこの地域では、知識のあるプログラマーを急いで見つけるのは難しい場合があります」とSimmons氏は言います。 「Allen-Bradleyコントローラーのプログラマーを見つけることは、はるかに簡単な提案でした。今では、より多くのオプションがあります。」

RSLogix 5000ソフトウェアはアドオン命令を備えており、エンジニアは、変更なしで簡単に再利用できる、一般的に使用されるカスタム命令のセットを作成できます。これにより、プラントはプログラミング時間を短縮し、一貫性を提供してトラブルシューティングを簡素化し、トレーニングコストを削減できる標準化されたライブラリを作成できます。

「プラント全体で複数のプロセッサを使用するさまざまな請負業者が、長年にわたってさまざまなソフトウェアコードを開発する結果となり、プログラミングの複雑さが増し、より専門的なソフトウェアの専門知識が必要になりました」とSimmons氏は言います。 「今では、プラント全体でプログラムを行うと、より多くのコードが同じように見え、エンジニアに、より標準化された命令とシステム間の一貫性を提供します。」

さらに、RSLogix 5000ソフトウェアに固有のタグベースのプログラミングにより、プラントは、多くのフィールドデバイスを変更することなく、現在のI / O配線構成を維持できます。これにより、構成の時間とコストを大幅に節約できます。

移行の次のステップ
「ControlLogixPACにより、投資を保護し、長期的なニーズに合わせてテクノロジーを拡張できる、安定した長期的な移行パスが得られると確信しています」とSimmons氏は説明します。

アップグレードプロジェクトは5年間にわたって段階的に実施され、分散制御システム（DCS）、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）、モーションコントローラーを含むプラントの既存のコントローラーのうち少なくとも6つをControlLogixPACプラットフォームにアップグレードする必要があります。アップグレードには、4つの押出機ライン、原材料ライン、バッチライン、包装ラインを含む、プラントのすべての主要な生産ラインが含まれます。

同社はまた、このプロジェクトを他のプラントのモデルとして使用しています。これには、ControlLogixPACテクノロジーに基づくカンザス州エンポリアの新プラントが含まれます。

「このプロジェクトは、私たちの仕様の多くを取り入れており、このサイトで行っていることを非常に厳密に実行しているため、そのプラントの試験場です」とSimmons氏は言います。 「私たちは、新しいテクノロジーのロードマップを定義するという点で先導しています。」

Rockwell Automation Migration Solutionsの詳細については、www.rockwellautomation.com / go / tjmgにアクセスしてください。

クエストテクニカルソリューション
www.rockwellautomation.com/go/p-quest

ProSoftテクノロジー
www.rockwellautomation.com/go/p-prosoft