量体裁衣的过程控制

作者:Norbert Hohr 文章来源:Rockwell自动化公司 发布时间:2014-09-01

生产能力的提高,产品质量的改进,生产效率的优化,这就是化工生产企业引进新的聚酰胺粉质原材料生产设备过程控制系统的目标。而读者可以从本文作者的描述中了解到过程控制系统引进后的效果。

法国的化工企业Arkerma公司在Mont市Pyrenees-Atlantiques区Orgasol的生产厂中生产固体的聚酰胺粉。这种粉质原材料用于生产高品质的化妆品和工业产品,例如颜料、打印机粉末以及专用特殊纸制品或者复合纸。这家生产厂的多套流程设备生产着这样的粉质聚酰胺原材料。现在,这些流程设备的仪表和控制系统都换用了Rockwell自动化公司研发生产的过程控制系统了。

当Arkema公司决定提高Orgasol生产厂的生产能力后,就决定了要对流程设备的控制系统进行更新换代,采用自动化的流程工艺过程控制系统和Plantpax解决方案,公司之前使用的是老一代的Allen-Bradley控制系统。由于过去的整个生产过程,包括配方管理、生产工艺过程的选择、调整、批次控制等都是由设备操作者手工控制的,因此流程工艺过程可因各个操作者的操作、控制方法不同而有所差异。这也就延长了产品的生产时间,尤其是批次性生产的生产过程控制。

多年来,Arkema公司就一直使用由Rockwell自动化公司提供的流程设备自动化解决方案。当他们决定对新设备所需的自动化控制系统进行现代化技术改造时,就开始寻找新的、技术更加先进的解决方案。Kerma公司负责自动化系统的经理Philippe Begards先生说:“我们对Orgasol生产厂的自动化控制系统非常满意。利用现代化的Allen Brandley Controllogix系统更换Allen Brandley PLC 5s也是我们非常满意的解决方案。我们已经利用RSView 32 HMI软件对流程设备的各个单元进行监控了,并打算借扩大生产能力的机会提高我们当前所用软件的版本。”


图1 Arkema公司Orgasol市生产厂的多套流程工艺设备生产着化妆品用和工业用粉末产品

在这方面,Rockwell自动化公司的全球解决方案项目团队可以施展自己的才能了。该团队建议,在提供流程设备生产能力的同时也改换整个过程控制系统,因为这是保证在遵守ISA 88技术规范基础之上实现最佳流程工艺结构化控制所必须的。同样,他们也打算在Plantpax解决方案的框架内利用Factorytalk批次生产管理软件模块完成所有操作过程的管理。在自动化批次生产过程控制中,令人感兴趣的是它可以提高流程设备的生产效率。

这一批次生产管理软件可以对产品配方和生产设备进行管理,能够灵活适应各个批次生产设备的实际工况。它允许在一套流程设备中使用多种不同的产品生产配方,同时也能够保证产品的质量始终如一。

2007年1月,Mont市的生产厂按照预定计划停止了生产。Rockwell自动化公司的技术人员和全球解决方案团队的人员利用这段停产检修的时间拆除了老的控制系统、安装了新的控制系统。全球解决方案团队的Christophe Brasseur先生说:“这是一个时间非常紧张的大项目,因为我们只有两周的时间来完成这一任务。”“我们把精力集中在生产单元的批次生产管理和新的控制可能性方面。对于我们来讲,这是一种创新性的控制方案。”Arkema公司的Begards先生说道。其中,样机建模和检验是这一项目中的重要准备工作。

在规定的重新启动时间点,两套增加了15%辅助设备的流程生产设备准时启动,并顺利完成了两个不同批次产品的生产。在新系统的安装调试过程中对流程设备操作者进行了新型批次控制系统操作使用的技术培训,使他们能够毫无问题地操作使用新型控制系统。


图2 Arkema公司决定对流程设备的控制系统进行现代化技术改造、使用现代化的Allen Brandey Controllogix控制系统

Orgasol生产厂中所有关键的生产过程(设备启动、产品配方管理等等)都由Planpax解决方案自动地管理起来。“起初我们抱有怀疑的态度,系统的控制方法似乎太复杂了。但批次控制解决方案在Planpax中集成的太好了,整个操作过程完全透明化了。这一系统也给了我们非常灵活的修改可能性,能够帮助我们在今后的升级中节省时间。”

Rockwell自动化公司的工作没有使Arkema公司对其最终抉择感到后悔。在完成Planpax系统的安装之后,该生产厂的生产能力提高了30%,而且对很高的产品质量感到自豪。“每一批次的产品都是按照完全相同的生产过程生产出来的。这样我们就能保证复杂流程工艺过程中不同时间生产的各个批次产品有着相同的质量水平。而这一点在我们的产品市场中是非常重要的。”Begards先生说道。现在,Arkema公司Orgasol市生产厂已经具有不同生产线中同时生产6种批次产品的能力了。

过程控制解决方案带来的成果

在保证遵守ISA 88技术规范基础之上,最佳的流程工艺结构化控制已经在产品配方管理中使用了批次管理软件之后:

将生产能力提高了30%;

稳定的、高质量的产品生产;

在不同的流程生产设备中同时生产6种不同的产品。

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