Produsen makanan hewan berfokus pada menghilangkan kegagalan

Pernahkah Anda berjuang dengan kebutuhan untuk melakukan peningkatan teknologi sambil meminimalkan risiko, menghindari penutupan pabrik, dan memaksimalkan laba atas investasi? Jika demikian, Anda tidak sendirian. Nutrisi Hewan Peliharaan Hill menyadari kebutuhan untuk meningkatkan sistem I/O yang ada pada tahun 2006 di pabrik Kentucky untuk menghilangkan kegagalan periodik yang melibatkan input analog. Perusahaan menerapkan teknologi kontrol berdasarkan pengontrol otomatisasi terprogram (PAC) Allen-Bradley ControlLogix dari Rockwell Automation dengan sedikit waktu henti. Migrasi teknologi juga membantu menghilangkan kegagalan I/O dan merampingkan pemrograman perangkat lunak.

Didirikan lebih dari 50 tahun yang lalu oleh seorang dokter hewan, produk makanan hewan peliharaan Hill tersedia di 86 negara, dengan penjualan lebih dari $1 miliar. Perusahaan ini memiliki lebih dari 150 staf dokter hewan, ahli gizi, dan ilmuwan makanan.

Kegagalan berkala yang melibatkan input analog berarti pemeliharaan harus dilakukan ke rak I/O, mencabut kartu dan menyambungkannya kembali sehingga modul akan mulai bekerja kembali.

“Semua kontrol proses kami untuk jalur ekstruder dikomunikasikan melalui input analog, jadi ketika komunikasi itu gagal, itu pada dasarnya mematikan proses,” kata Shane Simmons, insinyur sistem di Hill's Pet Nutrition. “Setelah saluran ekstruder dimatikan, diperlukan waktu hingga satu setengah jam untuk mengonfigurasi ulang sistem dan mengembalikan prosesnya secara online.”

Selain itu, mencari kartu pengganti menjadi lebih sulit karena vendor tidak lagi membuatnya. Satu-satunya pilihan lain adalah memperbaikinya, yang berpotensi menambah penundaan dan biaya.

Hill juga prihatin dengan pengontrol yang berbeda pada bahan baku, jalur ekstrusi dan pengemasannya serta pengontrol ganda pada jalur batchingnya yang digunakan untuk mempertahankan toleransi yang ketat pada proses pencampuran bahannya. Layanan yang tidak dapat diandalkan, pengetahuan operator yang menurun, dan meningkatnya biaya pemeliharaan dan dukungan menunjukkan alasan kuat untuk migrasi sistem kontrol.

“Dengan masalah keandalan yang sedang berlangsung dari sistem I/O kami dan pengontrol yang ada mendekati akhir siklus hidup teknologi mereka, kami menyadari sudah waktunya untuk peningkatan besar-besaran pada kedua platform,” Simmons menjelaskan. “Kami membutuhkan sistem kontrol kinerja tinggi yang fleksibel yang dapat diintegrasikan ke dalam infrastruktur kami yang ada dengan dampak minimal, dan menyediakan kerangka kerja teknologi yang memungkinkan kami untuk tumbuh dengan baik di masa depan sekaligus melindungi investasi kami di masa lalu.”

Mungkin tantangan terbesar adalah menentukan bagaimana mengimplementasikan peningkatan simultan dari kedua platform sambil meminimalkan dampak pada produksi. Para insinyur memutuskan bahwa pendekatan strategis terbaik adalah mengimplementasikan peningkatan sebagai bagian dari proses multifase, terutama mengingat permintaan produksi pabrik yang intens dan potensi dampak pada banyak lini.

Hill memutuskan untuk bermigrasi ke Rockwell Automation dan ControlLogix PAC-nya. Faktor kunci dalam keputusan tersebut adalah kemampuan ControlLogix PAC untuk memindai kartu I/O yang ada sambil juga berkomunikasi dengan pengontrol lain di pabrik. Solusi ini menawarkan cara hemat biaya bagi Hill untuk mengonversi I/O yang ada ke platform Allen-Bradley Flex I/O sebagai bagian dari implementasi multifase.

Fase pertama dimulai pada awal 2008 dengan konversi pertama dari empat jalur ekstruder ke teknologi ControlLogix PAC. Insinyur cukup mencabut I/O dari sistem yang ada dan menyambungkannya ke ControlLogix PAC untuk mengujinya di akhir pekan. Kemudian, para insinyur akan memasangnya kembali ke sistem asli dengan dampak minimal pada produksi selama seminggu. Ini membantu meminimalkan waktu henti yang diperlukan sambil memungkinkan peningkatan bertahap.

“Itu mungkin salah satu faktor terbesar yang menjual proyek ini,” kata Simmons. “Menerapkan konversi ini tidak memerlukan penghentian saluran selama minimal enam bulan hingga satu tahun untuk mengganti lebih dari 10 rak I/O, yang sama sekali tidak dapat diterima untuk operasi kami karena tingginya biaya waktu henti.”

Standardisasi Mendukung Integrasi Seluruh Pabrik
Upgrade ke ControlLogix PAC juga akan memungkinkan pabrik bergerak menuju standarisasi pada komunikasi jaringan EtherNet/IP. Saat ini pabrik memiliki beberapa jaringan, termasuk DeviceNet, Modbus Plus dan Data Highway Plus. Mempersempitnya menjadi satu arsitektur jaringan akan membantu pabrik menyederhanakan pemeliharaan dan pemecahan masalah, dan menghasilkan integrasi seluruh pabrik yang lebih baik.

Pemberdaya migrasi juga memainkan peran kunci dalam pendekatan bertahap Hill. Dua pengaktif migrasi yang digunakan dipasok oleh Mitra Produk Encompass yang berpartisipasi di Jaringan Mitra Otomasi Rockwell:modul Automation Network X-change (AN-X) dari Quest Technical Solutions, dan modul komunikasi dual-port Modbus Plus oleh ProSoft Technologies.

Modul AN-X berfungsi sebagai database untuk semua antarmuka I/O dan ControlLogix PAC, menghubungkan dan memetakannya bersama-sama dengan cara yang mulus. Modul ini, yang menggantikan pemindai I/O yang ada, secara otomatis membaca semua informasi kartu I/O dan meneruskan informasi tersebut ke ControlLogix PAC melalui Ethernet, menyediakan kemampuan komunikasi di seluruh pabrik.

Ia juga menawarkan tag baru yang dapat diimpor ke perangkat lunak pemrograman Rockwell Software RSLogix 5000. Ini memungkinkan referensi yang lebih mudah ke data I/O tertentu di pengontrol.

Modul komunikasi dua port Modbus Plus bertindak sebagai modul I/O antara jaringan Modbus Plus yang ada dan backplane pengontrol ControlLogix. Ini membantu memberikan akses yang lebih mudah ke memori prosesor untuk transfer data antara proses dan modul. Ruang register 4.000 kata dalam modul bertukar data antara ControlLogix PAC dan jaringan yang ada, memungkinkan platform ControlLogix PAC untuk terhubung langsung ke jaringan yang ada sebagai peer.

Logika tangga digunakan untuk transfer data antara modul dan PAC. Data konfigurasi diperoleh melalui tangga yang ditentukan pengguna. Aplikasi Hill potensial lainnya termasuk menghubungkan pengontrol ControlLogix ke pengontrol Modicon, dan menghubungkan perangkat yang menggunakan Modbus Plus seperti drive, relai, dan perangkat keras monitor daya ke backplane pengontrol Rockwell Automation.

Peningkatan lanjutan dari lini ekstruder pertama akan melibatkan konversi pengontrol yang ada ke ControlLogix PAC, bersama dengan sekitar 10 rak I/O ke platform FLEX I/O. Jaringan Modbus Plus yang ada nantinya akan diganti dengan EtherNet/IP.

Selain itu, karena drive frekuensi variabel di pabrik diperbarui, drive tersebut akan diganti dengan drive Allen-Bradley PowerFlex 70.

Dengan mengurangi masalah keandalan I/O dan mengurangi waktu henti, pabrik mengantisipasi peningkatan produktivitas sekitar 5 persen. Selain itu, kemampuan pemrosesan berkecepatan tinggi dari ControlLogix PAC akan memungkinkan pabrik mengganti dua pengontrol pada jalur batchingnya dengan satu pengontrol.

Dukungan Pemrograman yang Berharga
Setelah mengimplementasikan ControlLogix PAC, pabrik akan memiliki akses ke dukungan lokal di Bowling Green, Ky., melalui Distributor Resmi Allen-Bradley setempat, serta melalui kemampuan dukungan Rockwell Automation. Hal ini sangat penting dalam hal dukungan pemrograman untuk paket pemrograman RSLogix 5000 standar yang digunakan dengan ControlLogix PAC.

“Menemukan programmer yang berpengetahuan luas dalam waktu singkat bisa menjadi tantangan, terutama di wilayah negara ini,” kata Simmons. “Mencari pemrogram untuk pengontrol Allen-Bradley telah menjadi proposisi yang jauh lebih mudah – kami akan memiliki lebih banyak opsi sekarang.”

Perangkat lunak RSLogix 5000 menampilkan instruksi tambahan, yang memungkinkan para insinyur membuat set instruksi khusus yang umum digunakan yang dapat dengan mudah digunakan kembali tanpa modifikasi. Hal ini memungkinkan pabrik membuat pustaka standar yang dapat membantu mengurangi waktu pemrograman dan memberikan konsistensi untuk membantu menyederhanakan pemecahan masalah dan mengurangi biaya pelatihan.

“Kontraktor berbeda yang mengerjakan banyak prosesor di seluruh pabrik menghasilkan berbagai kode perangkat lunak yang dikembangkan selama bertahun-tahun, yang meningkatkan kompleksitas pemrograman dan kebutuhan akan keahlian perangkat lunak yang lebih khusus,” kata Simmons. “Sekarang ketika kami memprogram di seluruh pabrik, lebih banyak kode kami akan terlihat sama, memberikan instruksi yang lebih standar dan konsistensi yang lebih besar antar sistem kepada para insinyur.”

Selain itu, pemrograman berbasis tag yang melekat pada perangkat lunak RSLogix 5000 akan memungkinkan pabrik untuk mempertahankan konfigurasi kabel I/O saat ini di tempatnya tanpa mengubah banyak perangkat lapangan. Ini akan membantu menghemat banyak waktu dan biaya konfigurasi.

Langkah Selanjutnya dalam Migrasi
“Dengan ControlLogix PAC, kami yakin bahwa kami sekarang memiliki jalur migrasi jangka panjang yang stabil yang akan memungkinkan kami untuk melindungi investasi kami dan menskalakan teknologi untuk memenuhi kebutuhan jangka panjang kami,” Simmons menjelaskan.

Proyek peningkatan akan dilaksanakan secara bertahap selama lima tahun dan akan melibatkan peningkatan minimal enam pengontrol pabrik yang ada, termasuk sistem kontrol terdistribusi (DCS), pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC) dan pengontrol gerak, ke platform ControlLogix PAC. Peningkatan ini akan melibatkan semua lini produksi utama pabrik, termasuk empat lini ekstruder, lini bahan baku, lini batching, dan lini pengemasan.

Perusahaan juga menggunakan proyek ini sebagai model untuk pabrik lainnya, termasuk pabrik baru di Emporia, Kan. yang akan didasarkan pada teknologi ControlLogix PAC.

“Proyek ini adalah tempat pembuktian untuk pabrik itu karena mereka menggabungkan banyak spesifikasi kami dan mengikuti dengan cermat apa yang kami lakukan di situs ini,” kata Simmons. “Kami memimpin dalam mendefinisikan peta jalan teknologi baru kami.”

Untuk informasi lebih lanjut tentang Solusi Migrasi Otomatisasi Rockwell, kunjungi www.rockwellautomation.com/go/tjmg.

Solusi Teknis Misi
www.rockwellautomation.com/go/p-quest

Teknologi ProSoft
www.rockwellautomation.com/go/p-prosoft