西門子ET200 IO模塊6ES7147-5JD00-0BA0

炎炎夏日，美味的冰淇淋為我們帶來了冰爽和味覺上的雙重體驗(yàn)，提到冰淇淋，誰能想到西門子為國內(nèi)某冰淇淋生產(chǎn)商提供的混料生產(chǎn)線已經(jīng)使用了20多年。

冰淇淋的生產(chǎn)工藝主要分為混料及包裝兩大部分：混料可按次序分為原料預(yù)混、巴氏殺菌、均質(zhì)、老化等過程；包裝也可細(xì)分為灌裝成型、冷凍、裝箱、檢測等。其中混料車間是將各種原料按配方計(jì)算后，根據(jù)加工工藝要求按順序?qū)⑵浠旌希曰炝线^程直接影響到冰淇淋的口味。國內(nèi)某冰淇淋生產(chǎn)商工廠里的混料車間在20年前剛剛建立的時候就與西門子合作，選用的是當(dāng)時的西門子Simatic S5自動化系統(tǒng)。20余年間，在西門子工程師們的呵護(hù)下，該系統(tǒng)一直穩(wěn)定運(yùn)行，源源不斷的冰淇淋持續(xù)為炎炎酷暑帶來一絲清涼。

隨著技術(shù)的不斷更新，在冰淇淋越來越熱銷的今天，該用戶決定將20多年前的Simatic S5老系統(tǒng)升級為新的Simatic PCS 7系統(tǒng)。除了改造原來的系統(tǒng)外，用戶又添加了一條新的生產(chǎn)線，同樣選擇了西門子的全集成自動化（Total Integrated Automation，簡稱TIA）系統(tǒng)解決方案。整個項(xiàng)目包括Simatic PCS 7 V8.0、ET200M I/O、Sivacon S8低壓控制柜、Sinamics MM440 變頻器、AS-i 控制模塊等產(chǎn)品。本次西門子不僅提供TIA的解決方案，同時整個工程還由技術(shù)實(shí)力深厚的上海西門子工業(yè)自動化有限公司（SIAS）實(shí)施。

混料車間的主要設(shè)備包括：預(yù)混料罐、混料罐、巴氏殺菌消毒機(jī)、老化罐、糖罐、椰子油罐及凝凍機(jī)等設(shè)備，對于這樣的生產(chǎn)線，控制系統(tǒng)的整體升級并不是一個“小手術(shù)"，相當(dāng)于為整個生產(chǎn)系統(tǒng)換了一套中樞神經(jīng)。但是用戶的生產(chǎn)線非常緊張，并不想因?yàn)楦鼡Q系統(tǒng)而影響了生產(chǎn)效率，這使得項(xiàng)目實(shí)施面臨從未有過的嚴(yán)峻考驗(yàn)。西門子SIAS工程師并沒有因此妥協(xié)，在清楚了解生產(chǎn)線的排班后，發(fā)現(xiàn)冰淇淋混料過程中會生產(chǎn)多種口味，每次更換配方時需要停機(jī)，清洗產(chǎn)線，西門子工程師因此有了一個靈感，想出一套遷移方案，先在模擬環(huán)境下完成系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，然后利用生產(chǎn)線的停機(jī)時間分步完成整個系統(tǒng)的遷移。

改造中有眾多的現(xiàn)場控制箱、大量的現(xiàn)場信號接線，原混料生產(chǎn)線用的是西門子Simatic S5系統(tǒng)，西門子工程師對整個系統(tǒng)了如指掌，為系統(tǒng)的順利遷移提供了有利保障。就這樣工程師們深扎在用戶工廠，在老生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的同時，工程師們在虛擬環(huán)境下將新系統(tǒng)模擬好，為了確保一次性切換成功，不給生產(chǎn)帶來影響，工程師們花了3個多月的時間為系統(tǒng)遷移做準(zhǔn)備，當(dāng)一切就緒時，激動人心的時刻來臨了，“移植手術(shù)"正式啟動。

按照工廠的排班時間安排，每周大概有四五個小時用來完成生產(chǎn)線的清掃工作，工程師們寸步不離的守在工廠里，一旦生產(chǎn)線停機(jī)就開始遷移工作，最終利用一周中產(chǎn)線清洗過程中的碎片時間，完成了對整個系統(tǒng)的遷移。所有的調(diào)試一次性成功，沒有對生產(chǎn)造成任何影響，真正的做到了零停機(jī)的無擾切換，保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

除了對老生產(chǎn)線的升級改造外，為了滿足日益增長的產(chǎn)量需求，用戶還新增了一條12萬噸的混料生產(chǎn)線。新生產(chǎn)線控制系統(tǒng)同樣采用了西門子新的Simatic PCS 7 V8.0，系統(tǒng)的所有硬件都基于統(tǒng)一的平臺，所有軟件也都全部集成在Simatic程序管理器下，軟硬件的平臺化設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了全集成自動化的特點(diǎn)。

工程師們還在系統(tǒng)中添加了許多功能塊，使得編程更加輕松、方便和人性化，避免了變量的重復(fù)輸入，簡化操作步驟的同時，也增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)，形成了集中、友好的人機(jī)界面。基于標(biāo)準(zhǔn)的Simatic軟件和硬件組件，確保了系統(tǒng)高度的可靠性和穩(wěn)定性。比如混料系統(tǒng)中重要的配方管理，以前都是排班主管將配方打印出來，操作工按要求進(jìn)行人為的更改，配方就好比做飯，難免會因?yàn)閭€人因素造成口味的偏差。但新系統(tǒng)的配方管理可以實(shí)現(xiàn)全電子化操作，每個配方都形成了標(biāo)準(zhǔn)，能夠保證配方調(diào)整時準(zhǔn)確無誤，操作更加規(guī)范。人性化的設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在將原來的表格化菜單變成現(xiàn)在的圖形化界面，可以真正的實(shí)現(xiàn)傻瓜式操作，減少了因操作人員人為因素造成的失誤。

由于食品安全是重中之重，以前為了追蹤生產(chǎn)數(shù)據(jù)，需要工人用紙筆記錄，不僅記錄起來費(fèi)時費(fèi)力，容易出錯，而且也不利于查找。Simatic PCS 7是基于全集成自動化理念的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都存儲于一個數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性，從而減少了對相應(yīng)操作的反應(yīng)時間，縮短生產(chǎn)周期。另外，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)的追蹤更加方便，用戶可以自由設(shè)置數(shù)據(jù)可追溯的時間，當(dāng)需要查詢時，通過電子查檔就可以完成，大大減少了人力成本，提供工作效率，全無紙化的準(zhǔn)確追蹤，充分的體現(xiàn)了自動化帶來的優(yōu)勢。