CODESYS在工厂自动化的应用案例：提升能源使用效率

显示全部楼层 · 2024-5-5 07:51:08

随着工厂的现代化升级改造，位于赫本海姆的联合利华公司在保证系统可靠性的同时更加需要节省能源。该公司正逐步把传统的可编程控制器替换为软PLC——CODESYS，并通过以太网将其集成到自动化系统中。新系统还记录了能源数据，基于此数据，可以得出更有效的使用过程，以此提升效率。德国联合利华有限公司生产冰淇淋、即食食品或人造黄油等食品。其中一个分公司赫彭海姆工厂，是世界上最大的冰淇淋厂。联合利华从赫彭海姆向整个欧洲供应万能、卡普里、克雷米西莫、维埃内塔和其他冰淇淋品牌。去年，该工厂举办了50 周年厂庆活动。工厂主管 Oliver Ackermann 表示："我们为投资 1300 万欧元来维持和扩大产能而感到自豪。联合利华的战略目标是成为创新冰淇淋产品的第一龙头企业。公司的优势包括高质量的产品、竞争成本和灵活性的管理。工厂拥有770名员工，每年可生产多达1.7亿升冰淇淋。在旺季，每天有1500多个冰淇淋集装箱从四个生产工厂出货——这些数量的冰淇淋堆到一起可以达到祖格斯皮策山的高度。生产部门使用带有传统PLC和接触器的温度控制单元来加热或冷却巧克力等配料。但是，这些设备的备件不可再用，从长远来看会危及设备的可靠性。温度控制单元中的每个接触器每年约进行100,000次开关动作。在这种情况下，他们将很快达到其理论使用寿命。 “旧的PLC如果发生故障，没有任何提示或警报。”电气维护团队经理，赫本海姆联合利华混合部门AT / IT系统经理Thomas Held补充道。去年年底，开始计划改造温度控制系统，要求保留温度控制单元的现有基础结构。以前使用的可编程控制器和接触器应该由现代化的、面向未来的PLC代替，所以将传统PLC更换为软PLC，新PLC与过程控制系统的连接也是非常容易的。未来传感器和执行器的电源必须是DC 24V，生产部门的电气负责人选择了带有750-871以太网通讯的Wago I/O系统作为控制单元。由于小巧尺寸和模块化的结构，新的控制模块很容易被安装到温度控制装置中。可独立配置的数字输入/输出和模拟输入/输出模块取代了旧的开关设备，仍然留有足够的扩展空间。Wago I/O系统的另一个优点是可以扩展大量特殊模块，例如Pt100温度传感器。通过以太网接口的通信功能，温度控制单元可以轻松地集成到生产部门的自动化网络中，这意味着温度控制单元不再是一个孤立的系统，而是可以通过OPC服务器将过程数据传给上级控制系统。此外，还可以将报警管理集成到可视化界面中，该控件可以监视错误和极限值，有助于提高生产过程的可靠性。赫本海姆公司还为自己在可持续发展方面的进步感到自豪：多年来能源消耗和废品率一直在下降。新的工厂每年可减少3,000吨二氧化碳排放。其它节约能源的措施正在不断开发中。现在，通过Wago-I /O系统为温度控制系统提供了记录能源消耗数据的功能。I/O系统的数字/模拟输入/输出模块直接从流量计，温度传感器和电表接收信号，然后PLC以此为基础计算性能数据。自1997年以来，联合利华一直将Wago I/O系统与Profibus总线耦合器一起使用。总共安装了大约150个这样的I/O节点。“尽管温度变化和机器振动造成了采集压力，但我们的Wago模块从未遇到任何问题。” Thomas Held说到。“新PLC的使用增加了我们在系统利用率以及温度控制微调方面的灵活性。例如，通过优化控制回路，温度控制单元的能源成本将会大大减少。在决定使用Wago之前，负责人权衡了技术和经济方面的多个因素，与其他制造商的同类产品相比，使用Wago自动化系统所需的投资仅为三分之一。Wago借助CODESYS控制器开发平台，利用其IEC61131-3标准化编程工具，可以轻松优化关于温度控制、错误监控和极限值设置的所有控制参数。尤其是在CODESYS中集成的“ CFC”编程语言为程序员带来了巨大优势，比其他品牌的PLC必须购买“ CFC”作为附加功能的特点更具成本优势。Wago提供免费的CODESYS库也是其系统的一大亮点。现代化温度控制的另一个要求是，在设备上集成可视化工具：触摸屏，同时带有控制、极限值设定以及显示现场实际值的能力，能显示错误、警报的同时并禁止违规行为。这里决定采用5.7英寸的Perspecto系列产品中的网络触屏面板。Perspecto面板与Wago I/O系统能实现最佳匹配。基于CODESYS开发的网络触摸面板可以通过其Web服务器连接到PLC。除了现场诊断功能之外，集成的Web服务器还支持联网的PC通过浏览器或安全的VPN通道远程访问PLC。Wago软件Automation Cockpit包含以太网设置、Wago I/O模块检查和I/O模块更新等工具，使创建可视化和控制应用程序变得更加容易。总结随着智能化控制概念的出现，联合利华朝着能源优化方向又迈出了坚实的一步，从而确保了系统长久的可用性。此外，通过集成报警和极限值监控功能，可以提高生产利用率。生产部门解除了温度控制单元的孤立地位，并将所有过程数据集成到了整个自动化系统中。CODESYS Automation Platform可以支持用户定制化开发CODESYS上位编程环境，经过客户的二次化开发以后，用户可以拥有自主知识产权的上位编程软件。CODESYS上位编程环境基于微软.Net技术开发，CODESYSAutomation Platform（自动化开发平台中间件）是以“CODESYS 接口工具包”的形式提供给客户的，即将CODESYS IDE的接口向用户开放，用户拿到这些接口之后可以做大量的二次化信息修改。

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CODESYS 软件工具包是一款基于先进的NET架构和IEC61131-3国际编程标准的、面向工业4.0及物联网应用的软件开发平台。CODESYS软件开发平台的独特优势是用户使用此单一软件工具套件就可以实现一个完整的工业自动化解决方案，即在CODESYS软件平台下可以实现：逻辑控制（PLC）、运动控制（Motion Control）及CNC控制、人机界面(HMI)、基于Web Service的网络可视化编程和远程监控、冗余控制（Redundancy）和安全控制（Safety）、以及项目开发与工程协同管理等多个目标和需求。

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