工業無線通訊解決方案 助輪胎廠實現轉型數位化
11.05.2023
地點：泰國
背景
自動化工廠流程始於數位化和連接生產線設備，以管理整體設備效率 (OEE)、能源消耗和進行產品質量改進。缺乏數位化阻礙了數據收集和分析而影響管理者的決斷。當依靠手動生產線檢查時，工廠經理通常會在事後收到異常和中斷通知。這會導致因產品缺陷、設備停機時間延長以及影響生產力的運營瓶頸而造成的大量浪費。
在輪胎製造中，在混合材料配方之前控制溫度、濕度和流量是影響輪胎質量的關鍵因素。輪胎生產過程通常還結合了兩種主要類型的製造。第一種是連續/批量生產，其中每批次的成分和化學性質都不同。因此，數據可視化對於控制基本過程的生產是必要的。另一種是離散製造，它涉及單個組件和最小的變化，因此需要整個製造過程的數位化。
然而，對於擁有佈滿老舊基礎設施的傳統工廠的輪胎製造商而言，由於不間斷的生產需求，升級離線設備非常困難。因此，機器操作員仍然依賴紙質記錄來記錄錯誤，而現場工程師仍然手動監控設備操作。這種方法耗時且容易出錯，此外還會產生高昂的人力資源和維護成本。
系統需求
為了提高現場管理效率，必須將設備和環境數據數位化，實現實時可視化和流程整合。為了管理運營技術（OT），必須收集能源消耗和變壓器運行的綜合數據，以有效提高生產效率。汽車輪胎製造商需要關鍵過程、參數閾值、設備狀態以及環境溫度和濕度數據來進行遠程感測的解決方案。然而，該廠商的生產線主要由離線設備組成，並且彼此之間的距離相當遠，因此無法安裝網絡電纜進行連接。所以，生產過程依賴於人工紙質檢查和記錄保存，難以跟踪和管理。
為了解決這些問題，製造商需要一種可以在不中斷操作或不需要額外佈線的情況下進行部署的解決方案。理想情況下，他們需要可以與現有設備整合的無線 I/O 模組，用於數據採集和傳輸。為了在預算範圍內升級工廠，該解決方案還需要具有成本效益且易於安裝，以便遠程智慧工廠數據監控和分析。
系統實施
- WISE-4220-S231: 2.4G Wi-Fi IoT 可溫度 & 濕度感測無線模組
- WISE-4220 + WISE-S214: 2.4G Wi-Fi IoT 無線I/O模組 + 4AI/4DI 無線I/O模組.
- WISE-4051: 8DI 2.4G Wi-Fi IoT Wireless I/O with 1RS-485
- WISE-4060: 4DI/4Relay 2.4G Wi-Fi IoT Wireless I/O
系統描述
在這個項目中，研華的 WISE-4220-S231、WISE-4220 +WISE-S214 和 WISE-4051 無線 I/O 模組被部署為數據採集層，WISE-4060-B 模組被用作報警提供者。
WISE-4220是一款無線模組，可以搭配不同的I/O板，而WISE-4060則支援繼電器輸出。上層監控系統用於設置各種報警值閾值。當達到這些閾值時，系統會通過WISE-4060向報警設備發出報警訊號，方便即時的現場管理。數據通過Modbus傳輸到MES/SCADA系統，再通過MQTT協議傳輸到私有服務器/雲端。
WISE-4220-S231是一款無線數據採集模組，將WISE-4220與溫濕度感測芯片模組相結合，使用Modbus TCP協議將本地感測數據轉化為智能，供遠程應用使用。輪胎廠商選擇WISE-S214是因為大部分感測器不支援RS-485+Modbus，只能傳輸模擬電壓訊號。而WISE-4051模組可以直接從混合設備獲取支援Modbus RTU、RS-485接口、流量感測器數據。這樣就可以將通過下板I/O採集的訊號通過Modbus協議傳輸到上層服務器，與管理平台整合。
優勢
這家汽車輪胎製造商成功實施了遠程監控系統，使他們能夠降低能耗、優化系統可用性並提高輪胎產品的質量。第一步涉及收集生產線數據以進行遠程可視化和機器操作監控。在第二階段，利用環境和能源消耗數據優化工作場所安全和能源效率。對於第三個也是最後一個階段，建立了用於實時管理過程異常的警報解決方案。
研華的 WISE 系列無線通訊模組提供多個 I/O 和即插即用功能，可在室內和室外環境中靈活部署。這些模組可用於聯網老舊設備並對所有基礎設施進行全面的遠程監控，包括監控生產/存儲環境、設施能耗和效率以及製造過程參數。
由於成功實現了全面的設備聯網和遠程操作監控，這家輪胎製造商決定將研華的解決方案擴展到其其他研發中心和生產設施，包括在中國的四家工廠。通過為各種 PLC 提供廣泛的支援，研華的無線通訊模組消除了複雜的結構和佈線工作，使製造商能夠快速升級他們的工廠能力，同時節省安裝時間和成本。
為什麼選擇研華
研華提供廣泛且成熟的工業級產品組合，這些產品可以輕鬆配置以提供突破性的解決方案。對於製造自動化應用，研華提供全面的網路基礎設施和無線通訊設備，包括邊緣感測器、數據閘道器和服務器存儲設備。
此外，研華可協助客戶根據特定使用需求整合獨特的系統及擴展功能。從硬體組件到整合系統，研華產品為一系列未來應用提供易於部署、運行可靠性、高兼容性和靈活擴展。
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