2022/10/28

打通資訊流的任督二脈 台達助力塑膠擠出產線智能轉型

新冠疫情大大改變了消費者的娛樂與生活習慣,催化外送商機與宅經濟發酵,包裝需求跟著大幅成長。然而,除了需求上升,基本薪資調漲、疫情人力短缺問題亦同時浮現,對於24小時不間斷生產的塑膠產業而言,無疑是多重挑戰。

傳統塑膠擠出產線由各站點主要生產設備串聯輔助模組機台而成,產線長度與複雜程度遠高於其他行業,各段製程多為獨立控制系統,充斥不同品牌的設備且通訊封閉,宛如一座座資訊孤島,難以蒐集、串聯各項生產數據。基於這樣的產業特性,傳統製程僅能仰賴現場人力,憑藉累積的經驗手動調適設備生產參數,生產數據及知識傳承難以數位化,未能有可靠的長期數據作為決策依據。這種高度倚賴人工的作業模式,不但是企業轉型的絆腳石,生產品質與產能也所有受限。

要解決塑膠擠出產線的困境,最佳解即是導入產線智能化,而要實現產線智能化,生產資訊的數位化與資料庫建立是最根本的基礎。台達長期作為智能製造的推手,期望透過工控產品的研發與智能產線的規劃,克服生產資訊數位化過程中的阻礙。


為突破通訊藩籬、提升自動化程度,台達將塑膠擠出產線改善著重在兩個面向:產線整合與生產可視化。

在產線整合的部分,首要之務是串聯各站點間的橫向溝通,以及對上位系統的垂直溝通。針對橡塑膠產業的連續性製程,台達導入高階泛用型控制器AS300系列做為資訊流整合的利器,貫穿設備層到資訊層。除了內建Ethernet主動上拋設備資訊,二組RS485通訊方便梳理各站點輔機資訊,將其分散至二條通訊總線,加速訊息交握。亦支援拓展Modbus TCP、EtherCAT或CAN Bus,以整合變頻器或伺服馬達,最多可串聯八軸進行簡易的運動控制。在各段製程的通訊整合,台達以Modbus TCP 作為主軸,輔以Modbus RTU/ Ascii、CANopen 等通訊協定串聯輔機設備與系統,協助業者建立開放式通訊架構,打通整條橡塑膠產線的資訊流,破除資訊孤島,自動化過程中的阻礙迎刃而解。

而傳統塑膠擠出機多是利用單通道溫控器控制加熱與冷卻,被動式通訊導致產線效率低落。台達多迴路模組化溫度控制DTM可主動蒐集溫控器資訊並即時上傳,最多同時進行64點溫度控制,高度集中、整合溫控器通訊,大幅節約盤體開孔費用及配盤空間。更可搭配台達人機介面HMI達到一站式控制產線溫度,翻轉仰賴人力逐一調整產線溫控器的作業模式,節省50%以上的無效工時。更重要的是,換線時可一鍵快速設定生產關鍵參數,大幅縮短調機時間,同時杜絕人為操作疏漏,實現製程自動化與智能化,有效提高生產效率與品質。

除了設備通訊的串聯,兼顧產線運行穩定度與節能效益也是產線整合的一大重點。一條傳統塑膠擠出產線使用的交流馬達驅動器可能多達幾十個,大小馬力數及品牌多且雜。台達高性能向量控制變頻器C2000 Plus可取代馬達驅動器,精準控制IM及PM馬達的速度與扭力,其功率範圍涵蓋1 ~ 750 hp,可滿足複雜的塑膠擠出產線不同製程段的應用、更便於管控。在穩定設備運行的同時,達到節約能耗,降低生產成本。 

生產可視化是塑膠擠出產線另一重點改善項目。在智能製造的浪潮下,製造業者渴望將長期積累的生產數據轉變為可信賴的資料庫,從中找到精進的關鍵因子。台達工業圖控系統DIAView可整合產線設備資訊,將生產數據直觀呈現於產線看板或戰情中心,方便管理階層遠端即時監控生產狀況、掌握品質。更能夠進一步將關鍵參數保存至資料庫中,建立行業Know How,在數據基礎的支持下預估產能,提供更為準確的訂單交期、及時決策應變,提升企業競爭力。

台達長期關注橡塑膠業行業的趨勢與實際應用,針對橡塑膠產業的連續性製程,台達以工業自動化領域的深厚經驗為根基,結合產業特性與需求,提供製程關鍵控制產品與解決方案,期望助力業者逐步實現自動化、數位化,進而達到智能化,在大環境的困境中脫穎而出。


文章轉載改寫自TAMI《機械資訊》9月刊
 

新聞來源:台達機電事業群