加拿大 Pépin Industries 公司自 1958 年成立以來(lái)一直從事工業(yè)涂料的生產(chǎn)與銷(xiāo)售。當 Pépin 搬遷到一個(gè)更大的工廠(chǎng)時(shí)，系統集成商 Centris Technologies 采用倍福的開(kāi)放式控制技術(shù)實(shí)現了傳統生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，實(shí)現現場(chǎng)層與 IT 層之間的連續通信，確保生產(chǎn)全過(guò)程透明化。

工業(yè)涂料是長(cháng)效、優(yōu)質(zhì)保護從小型空壓機到工業(yè)重型機械等在惡劣環(huán)境下工作的設備的重要方法。涂料質(zhì)量的一致性直接關(guān)系到表面防護性能以及品牌效應等。傳統制造商 Pépin Industries 主要從事溶劑型工業(yè)涂料的生產(chǎn)，公司一直以快速生產(chǎn)周期聞名。如果根據行業(yè)標準衡量，其生產(chǎn)批量可能較小，通常只有幾百加侖（1 加侖≈4.5 升），但這種方法讓客戶(hù)能夠在需要的時(shí)候精確訂購他們需要的量。

過(guò)去，耗時(shí)的人工流程限制了訂單履行的可追溯性和工廠(chǎng)員工的效率，從而限制了公司的規?；a(chǎn)能力。當 Pépin 搬到魁北克省考恩斯維爾的新工廠(chǎng)時(shí)，他們找到了 Centris Technologies，希望用創(chuàng )新的自動(dòng)化解決方案實(shí)現其傳統業(yè)務(wù)的數字化轉型。這家位于蒙特利爾地區的系統集成商自 2010 年開(kāi)始承接涂料廠(chǎng)升級改造業(yè)務(wù)，在市場(chǎng)上享有很高的聲譽(yù)?！敖?jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我們的智能工廠(chǎng)服務(wù)項目目前已包括自動(dòng)化和控制、MES 及 SCADA 等工業(yè)軟件，以及 ERP 系統對接和 Web 服務(wù)整合?！盋entris 公司聯(lián)席總裁 Eric Thibaudeau 說(shuō)道。

基于 PC 的控制技術(shù)大幅提高生產(chǎn)效率

技術(shù)升級與更新?lián)Q代的目的是提高精度和透明度，以及產(chǎn)量。Pépin 公司生產(chǎn)部和實(shí)驗室主任 Hélène Daigle 說(shuō)道：“過(guò)去，我們高度依賴(lài)人工流程，因此很難實(shí)現全程跟蹤生產(chǎn)過(guò)程。操作人員雖然有工作單，但很難弄清楚他們在攪拌混合過(guò)程中是否嚴格遵守了操作步驟和配料量?！边@樣會(huì )導致未通過(guò)質(zhì)量檢驗的涂料返工，或者由于著(zhù)色效果不佳、成分配比不正確或受到污染而銷(xiāo)毀一個(gè)批次的涂料。由于缺乏數據記錄，因此很難確定生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，也很難在日后糾正這些問(wèn)題。因此 Pépin 邀請 Centris 公司攻克這一難題。工程團隊利用其 IT 和自動(dòng)化技術(shù)（AT）專(zhuān)業(yè)知識實(shí)現了先進(jìn)的解決方案，包括提高生產(chǎn)過(guò)程可追溯性、設備監控、預測性維護等。

涂料廠(chǎng)中的一些化學(xué)物質(zhì)容易引發(fā)爆炸，因此設備控制和數據采集變得更加復雜。此外，Centris 團隊一直采用工業(yè) PC 技術(shù)，但他們以前的供應商提供的控制器面臨著(zhù)過(guò)時(shí)、性能不可靠和缺乏互操作性等難題。鑒于之前與倍福加拿大分公司合作的項目取得巨大成功，Centris 公司決定改用倍?；?PC 的控制技術(shù)，包括 Pépin 的應用?！癈entris 公司負責將傳統系統集成和 IT 解決方案融合于一體，因此他們自然會(huì )選擇與倍福合作?！北陡＜幽么蠓止緟^域銷(xiāo)售經(jīng)理 Ted Sarazin 說(shuō)道。

自動(dòng)化技術(shù)助力優(yōu)化攪拌混合過(guò)程

Pépin 的新工廠(chǎng)內有六個(gè)用于存放最常見(jiàn)的涂料生產(chǎn)原料的儲存罐，以及用于運送涂料助劑、樹(shù)脂、沙子等其它各種原料的搬運箱。自動(dòng)化系統將物料從儲存罐和搬運箱輸送給正確的攪拌混合工位，并自動(dòng)進(jìn)料重新裝滿(mǎn)儲罐。系統可以控制溫度和壓力，同時(shí)監測原料裝填狀態(tài)等情況。因此，它可以確保每種成分的添加量都足夠，并且在輸送過(guò)程中保持適當的粘度。過(guò)去，操作人員必須在攪拌混合前推著(zhù)大桶，手動(dòng)測量各種成分含量，而現在他們通過(guò)每臺涂料機自動(dòng)啟動(dòng)和管理這些生產(chǎn)過(guò)程。無(wú)論是手持平板電腦，還是安裝在工位上的平板電腦，都可以簡(jiǎn)單地控制和查看數據，并在需要時(shí)發(fā)出報警。

倍福 C6030 超緊湊型工業(yè) PC 用作中央控制器?！氨陡９I(yè) PC 的性能非常強大，并能夠實(shí)現快速循環(huán)?！盋entris 公司工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)工程師 Marc-André Duguay 說(shuō)道?！巴ㄟ^(guò) TwinCAT 軟件（尤其是 ST 語(yǔ)言結構化文本），可以輕松訪(fǎng)問(wèn)數據、進(jìn)行編程和故障排除?！?/p>

倍?；?PC 的控制技術(shù)具有良好的開(kāi)放性和連接性，能夠通過(guò) OPC UA 與 Centris 開(kāi)發(fā)的 SCADA 進(jìn)行通信。它還簡(jiǎn)化了工廠(chǎng)的本地組網(wǎng)工作，通過(guò) TCP/IP 實(shí)現控制器和平板電腦之間的通信。AT 與 IT 技術(shù)的融合也有利于 ERP 生產(chǎn)系統的持續轉型升級。

EtherCAT 甚至可以實(shí)現危險區域的高效組網(wǎng)

EtherCAT 能夠實(shí)現連續的現場(chǎng)級通信。倍福的 ELX 系列 EtherCAT 端子模塊能夠直接連接危險區 0 區內的現場(chǎng)設備。這些模塊省去了傳統防爆方案中需要使用的額外防爆外殼和安全隔離柵，降低了系統和人力成本。

“EtherCAT 的配置也非常簡(jiǎn)單：我們只需連接 I/O，點(diǎn)擊‘掃描’，TwinCAT 就能找到所有節點(diǎn)?！盡arc-André Duguay 補充道。Centris 除了使用倍福的 ELX 端子模塊之外，還使用了大量 IP20 級 EtherCAT 端子模塊，包括用于集成安全功能的 TwinSAFE 端子模塊。通過(guò) EtherCAT 耦合器 EK1100 連接的遠程網(wǎng)段與氣動(dòng)閥、大型壓縮機、用于混合涂料的變頻器等設備進(jìn)行通信。EtherCAT 支持線(xiàn)型、樹(shù)型和星型等拓撲結構。尤其是環(huán)形拓撲結構，它為 Centris 系統提供所需的線(xiàn)纜冗余。

此外，開(kāi)放式以太網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)簡(jiǎn)化了多個(gè)廠(chǎng)商架構之間的通信工作。倍福的網(wǎng)關(guān)和總線(xiàn)耦合器支持 30 多種重要的通信協(xié)議。例如，倍福 16 端口以太網(wǎng)交換機 CU2016 可以輕松地通過(guò) EtherNet/IP 集成原料計量秤。此外，TwinCAT 可以通過(guò) BACnet 與氣體檢測和通風(fēng)系統進(jìn)行通信。此外，樓宇自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化系統整合于一體，客戶(hù)因此能夠在 SCADA 中查看所有通風(fēng)信息，Marc-André Duguay 解釋道：“化學(xué)煙霧達到一定濃度后會(huì )非常危險，工廠(chǎng)有報警裝置保護操作人員的人身安全，而通過(guò)可視化系統可以查看更多關(guān)鍵信息?！?/p>

自動(dòng)化和 IT 技術(shù)的融合產(chǎn)生了令人驚嘆的結果

Pépin 在完成數字化轉型后將產(chǎn)量提升了 150% 以上?！坝辛诵孪到y之后，我們的產(chǎn)能從每天生產(chǎn) 8 個(gè)批次增加到 12 個(gè)批次，有時(shí)甚至能達到 15 個(gè)批次，平均每個(gè)批次的產(chǎn)量從 180 加侖增加到 300 加侖?！边\營(yíng)總監 Francis Pépin 說(shuō)道。新系統不僅幫助這家工業(yè)涂料生產(chǎn)商顯著(zhù)提高了生產(chǎn)透明度，而且優(yōu)化了生產(chǎn)調度，同時(shí)還能夠基于可付諸行動(dòng)的數據洞察力分析和改進(jìn)流程。精度的提高顯著(zhù)減少了后期調整工作以及原材料浪費?！案玫纳a(chǎn)過(guò)程控制將返工的批次數量從每月的 2 到 3 個(gè)減少至每季度只有 1 個(gè)?！盚élène Daigle 說(shuō)道，“由于每個(gè)批次產(chǎn)品的大部分配料要么已經(jīng)過(guò)預先稱(chēng)重，要么來(lái)自自動(dòng)化系統，大大減少了工人在倉庫中尋找原材料花費的時(shí)間?！?/p>

Centris 認為，基于 PC 和 EtherCAT 的自動(dòng)化技術(shù)的使用還顯著(zhù)提升了各個(gè)項目團隊的工作效率。自從公司改用倍福技術(shù)之后，調試時(shí)間也縮短了很多，即使對于復雜的系統也是如此?！芭c倍福這樣的控制系統供應商合作讓我們感到踏實(shí)和放心，因為他們在自動(dòng)化領(lǐng)域始終保持著(zhù)技術(shù)領(lǐng)先地位，并不斷提升產(chǎn)品的技術(shù)水平?！盋entris 公司創(chuàng )始人之一 Michel Kakos 說(shuō)道。

數字化改造后，一臺 C6030 超緊湊型工業(yè) PC 用于控制涂料生產(chǎn)系統

EtherCAT 通信總線(xiàn)用于實(shí)現工廠(chǎng)中各種設備的組網(wǎng)，包括這些空壓機

項目專(zhuān)家（左起）：Pépin Industries 公司運營(yíng)總監 Francis Pépin；倍福加拿大分公司的區域銷(xiāo)售經(jīng)理 Ted Sarazin；以及Centris Technologies 公司項目經(jīng)理/開(kāi)發(fā)工程師 Martin Legris

藍色 ELX 端子模塊簡(jiǎn)化了與危險環(huán)境中現場(chǎng)設備之間的通信，同時(shí)降低了原本需要的專(zhuān)用外殼和安全隔離柵的購置成本

溫度和壓力控制對于向攪拌混合工位輸送原料的自動(dòng)化系統至關(guān)重要