工業OEM商有一個基本問題：“我們能否證明給機器控制系統升級是合理的？ ”不同的工業OEM商選擇不同的時機，但答案是肯定的，是時候該向前進了—盡管有許多風險和隨之而來的新技術配置問題。

在客戶認識到那些已有的業務問題之前，他們總是在其它方面要求更高的效率、性能、質量和安全性。這些需求總是借由那些提供機器給客戶的OEM商們的知識、技術和好的業務判斷力來得以滿足。

機器制造商們找到升級的理由會因時機變化而變化。本文探討了幾個工業機器制造商決定他們是否能夠和是否應該投資，及冒險的方式。

當升級理由變化時，最終結果卻是一樣的 —他們的客戶意識到實質利益，而機器制造商們鞏固了他們的市場地位。

人工控制會扼殺連續性

Extru-Tech公司是一個擠出設備制造商，產品銷售到國際上的寵物食品、水產業、畜牧業和人類食品工業。它對升級控制系統的決定，首先是為了迎合其客戶不斷增長的期望。

這些飼料的配方要求以準確的比例度量混合飼料，送至擠壓系統，并加上蒸汽、水、油，色素、化學品等，經常還要加些新鮮的肉類。

“起著決定作用的水份有較大的變動，這就直接影響了產品質量、穩定性和最基本的利潤。” Extru-Tech公司銷售總監William Huseby說。

Extru-Tech公司的機器提供人工控制方式有多年歷史，也達到了滿意的效果。但是以現在的環境、勞動力成本及原材料等因素來看，利用控制自動化變成底線操作的必備條件。

Huseby等人認識到：生產的連續性和產品質量這兩者對客戶來說至關重要；而且提高自動化水平將有助于保證上述兩者—即使操作人員有變動。

“更換時間的減少關系到在線混料的能力，以及是否可能從運行一種配方改為執行另一種配方。”Huseby說。

Bachelor Controls公司（www.bachelorcontrols.com）與Extru-Tech公司合作，研發了Autopilot擠出控制系統。據報告顯示，使用Extru-Tech配有Autopilot擠出控制系統的設備在產量上有10%的增長。根據Huseby所言，客戶已經有報告顯示控制方面的加強使得他們提高了40%以上的生產率，其中因減少更換時間而提高的那部分高達66%。

把業務問題打包

一個好的控制系統集成商會幫助一個制造商理解諸如支持控制系統升級合理性等問題。“當Concept Systems公司看到機會時，我們盡量找出并顯示在未來六個月中的投資回報。”該公司總裁Ed Diehl說。

Diehl說，提高質量控制可減少廢品，它與降低能耗、增加生產率都是決定它們是否能為客戶“全部跟進”新的自動化。

Diehl指出，有時你會在提高了客戶的操作數據集合之后，才下決心升級。SpaceKraft公司就是這樣一個例子。該公司是Weyerhaeuser公司（制造可循環利用大容器）的一個業務單元，它們的瓦楞紙盒被設計用于裝運這些大量的液體。

在討論SpaceKraft公司的生產問題時，Concept公司顯然從過程控制數據（從Rockwell Automation的PlantMetrics軟件中得到）中收集了許多信息，有助于做出自動化方面的決定。

SpaceKraft公司生產經理Glen Lawson起初只計劃實施另一個資金項目，但是當Concept公司在工廠安裝了PlantMetrics，并運行了一個設備綜合效率（OEE，Overall Equipment Effectiveness）分析時，結果顯示SpaceKraft工廠有別的瓶頸問題，遠甚于經理最初所想。最后，封蓋過程被確定為整個廠的瓶頸問題。

通過增加圖像式人機界面和安裝PlantMetrics質量分析軟件，縮短卷紙機和封底機停工期的機會被找到了。該軟件允許工廠的操作員分析出無效過程的產品數據的準確位置。Lawson說：“排除瓶頸的結果顯示，經測量，提高的增長/產出量達到31%。”

告別無成長前景的機器

升級的理由還來源于認識到何時告別那些可靠但成長有限的自產、系列模式的專有控制。Miller Weldmaster公司（www.weldmaster.com）專注于旋轉熱密封設備已有30多年歷史，在熱塑性塑料工業領域中享有國際聲譽。

它的Multi-Sealer網狀加工機器可以對熱塑性塑料卷材運行五種基本功能。該機器展開未加工的熱塑織物，折疊，并沿著織物的兩個邊緣熔接摺邊，還積存材料以滿足整條生產線的恒定拉力和速度的要求。最后機器精確地按照用戶指定的長度裁切完成的織物。

“Miller Weldmaster公司的標準機器常被用于制作防水油布，建筑類產品（如柔韌的管道）、廣告牌和和服裝，”Miller Weldmaster公司總工Brain Henry說，“這種類型的機器配用專有的硬連線控制系統，該系統要求操作人員頻繁地做機械調整，以設定切割長度和接頭。這些機械設置工作在每次產品開始行進時重復。”

為了保持它的市場狀態，公司認識到需要發現一更有效和準確的方式。Henry認為：“那個目標是一種能夠通過減少設置時間而增強生產能力的控制系統 — 這種系統還要提供更高的尺寸精度和在成品中的可重復性，減少操作者負擔和錯誤機率，并能提供遠程診斷能力，保持一種簡單的、使用本地的元器件現貨的控制結構。”另外，尺度精確度需要提高。公司意識到增值服務性能所帶來的潛在利潤，以及因為允許Miller Weldmaster公司工程師們遠程維護和安裝機器而隨之減少的差旅費。

“另一個發展需要是通過極少的人工設置來減少人員培訓成本，而用于提供做尺寸參數的人機界面對操作者來說，直接、可視。”海瑞補充說。

經過一些調查后，Miller Weldmaster公司發現施耐德電氣（Schneider Electric）公司的運動控制解決方案可以滿足上述的大多數需求。這種解決方案采用TSX MP PLC和一個軸控制模塊。“新機器裝備有一個10英寸彩色觸摸屏顯示器，讓操作者能看到機器狀態和警報，能輸入產品尺寸信息作為每部分的處方存儲起來。”

PLC配有可互聯的以太網模塊，提供局部診斷和編程，提供全面制造結構的集成。Miller Weldmaster公司的服務職員把PLC的AUX端口連接到一個標準的普通電話調制解調器（MODEM），作為遠程接入。

據Henry說，新的運動控制系統超出了Miller Weldmaster公司的期望，尺寸精度從+/-0.375英寸提高到優于+/-0.062英寸，因為這個系統是方案設定驅動式的，每個產品的配置被存儲在內存，為下一次運行做準備。所以，每次一個特殊產品運轉時，這個精確性就被重復一次。

由以太網使能PLC來控制機器之后，通過MODEM進行遠程診斷如今成為可能。并且操作者的培訓費用也通過操作者界面的簡化而明顯減少了。以前的配置時間約20～30分鐘，現在，配置時間大約30秒，大大地提高了產品的速度。

Ttarp Industries公司設計和制造硬模切割機、層合機、鋸和分離機，廣泛用于制作泡沫、塑料、橡膠、粘合劑和其它材料應用。

Ttarp公司的客戶通常是小規模裝配商，維護和技術支持都是有限的。因此，他們購買的機器必須容易操作和維護。“我們的客戶沒有時間、人力和我們的技術人員通電話，所以我們必須使我們的機器非常容易使用和可靠，”Ttarp公司的電氣工程師兼服務技術員Chet Pulaski解釋說。并且，像所有的工業化OEM廠商一樣，Ttarp公司不得不優化運行并使成本下降。

Ttarp公司的所有者Don Pratt認為實現新自動化的理由是：把容易使用和高可靠性加入公司的裝配機器中。所以多年以來，Ttarp公司通過穩步增加自動化水平，以使其裝配設備與時俱進。例如，它的原始的離合器皮帶運動系統10年前被一個Whedco步進控制系統代替。

Pulaski對易于使用和編程的驅動器感到高興，但他最近決定升級單個的、可執行機器和運動控制功能的設備。“我們不僅要考慮更容易安裝和維護，我們也需要一個更強有力的裝置，以提供甚至更大的精確度、可靠性和速度，” Pulaski說。在Ttarp公司的Steel Rule Die Cutting Press和Automatic Vertical Saw上，他安裝了一個GE Fanuc S2K的基于旋轉變壓器的伺服系統。

Ttarp公司的客戶對這個改變很高興，據Pulaski說，根據地方報告可知，服務呼叫和培訓時間節省下來。

必要的無故障運行時間

有些機器制造者通過繼續改進機器的正常運行時間來實現自動化升級，以擺脫近期遇到的困惑。處于高競爭性的軟飲料工業中的OEM商們意識到：正常運行時間不僅對成功起著至關重要的作用，而且是必不可少的。一小時的停工時間可能導致數萬美元的損失。

一般來說，應用于高速瓶裝工業的堆垛機是液壓驅動的。由于任何基于液壓驅動的控制都存在著舊機器泄漏的危險，在這種情況下，增加了飲料被污染的潛在可能性。

葫蘆/吊輪在堆垛過程中舉起大貨物，它被認為是堆垛機中最重要和最危險的部分。許多電動和液壓的堆垛機有個問題，即設計無法保持連續和精確地控制葫蘆。結果，這些葫蘆有可能失去控制而使整個貨物掉落下來。除了安全問題外，這些事件還可能導致丟失產品，較長的停工清潔時間，甚至更長的機械維修時間。

一些瓶裝商正經歷一天好幾次掉落貨物的現象，其他一些則一個月才出現這種現象。他們與T-TEK、Montgomery、Ala.堆垛機制造商聯系并尋求幫助。不論這種現象是零星發生，還是慣常的，這些瓶裝商們尋找一種可靠的起重控制系統，以消除缺點、失誤和停工期。

T-Tek公司副總裁Brian Traff，認為這是一個機會，可以在堆垛機上用一種電氣系統代替現存的液壓系統，他說，許多機器生產者都猶豫做改變，因為以前在灌裝工業中，電氣系統被認為不可靠。Traff說：“T-Tek的控制設計中有一個關鍵要求：它決不允許貨盤從吊輪上落下來。”

在評估一系列用于起重機控制的交流驅動器后，Traff選擇了Rockwell Automation，該公司的1336再生驅動器允許由堆垛機產生的過剩再生性能量循環轉化為能有助提供灌注生產線動力。這些驅動器也有助于消除來自動力制動器電阻的劇烈熱源。“由于驅動器更友好、合乎環境要求，并且節約了可測得到的能量成本，T-Tek電動堆垛機成了終端用戶的最滿意的解決方案。”Traff說。

這種驅動器適合T-Tek的需要，使它的堆垛機有了一個編碼器和一個閉環系統。編碼器允許驅動器為電動機提供150%的扭矩，并使葫蘆即使沒有制動也可保持零速—甚至在滿載貨物時。這就造就了一個完全真實的電動堆垛機系統。

“所有堆垛機上的電氣控制系統被證明對顧客是一個徹底的成功，”Traff說，“我們的電動堆垛機很少有停機報道的例子。和液壓系統比較，產品箱子堆疊得更干凈，而且全電氣堆垛機的減速過程運行得更平穩。”

Traff認為，新驅動器技術的升級非常值得，但是他也知道：“我們的客戶不總是控制技術的早期適應者，但我正盡力推進一點。”
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