當前，為應對小批量、個性化和快速響應的市場需求趨勢，精細化工行業不得不從傳統的大規模批量生產轉變為靈活、可控成本的柔性化和定制化生產。越來越多的企業希望通過融合自動化和信息化技術的智能制造解決方案，實現數字化和智能化轉型升級，以提高市場競爭力，步入快速、可持續的發展軌道。
為應對提質增效和人口紅利消退等一系列挑戰，降低人工成本，提升產品質量并實現設備運行效率的最大化是企業對DCS系統的核心要求。
合作背景
某精細化工企業是目前國內最大的乳液制造商和銷售商之一，其生產的水性聚合樹脂乳液可廣泛應用于涂料、紡織和防水等行業。面對現有工廠在產能提升和產品高端化的雙重發展瓶頸，該企業決定選址建設一座全新的現代化乳液生產基地。廠區占地150畝，年產6萬噸水性聚合樹脂乳液，主要生產丙烯酸乳液等涂料材料、丙烯酸運動地坪和丙烯酸黏合劑等材料，車間一期規劃建設9條智能生產線，二期7條智能生產線。廠區含原料罐區、生產區、包裝區和成品罐區。該企業規劃在新生產基地部署現代化的過程控制系統（DCS），以實現信息化、智能化和高精細化生產。
挑戰
安全是化工企業生產運營的重中之重。該企業要求新工廠采用的DCS系統在安全防爆、報警事件管理和連鎖記錄等方面具有高性能。為加快以數據為驅動的智能制造轉型，企業還希望通過DCS系統提高數據管理和使用水平，使歷史數據具有可追溯性，并可在移動終端實現對生產報表的瀏覽。
由于下屬工廠遍布各地，該企業對DCS系統的可復制性、擴展性和互聯能力也提出要求，希望系統在二期項目中可實現系統的輕松復制，并在未來具備多工廠間的互聯能力，實現MES系統的可持續擴展，滿足企業未來的發展需要。
解決方案
該項目吸引了國內外多家知名企業參與競標，經過對各家競標方案的反復對比，客戶對PlantPAx®系統的先進性和項目工程團隊的系統實施能力表示了充分的認可，最終選擇在新工廠部署羅克韋爾自動化的PlantPAx現代分布式控制系統（DCS），以實現全廠的控制和優化，該方案也是在競標中投標價最高的方案。
PlantPAx高度集成的標準控制面板和編程模塊，提供了完善和簡便的操作，多語言的自由切換，也高度吸引了客戶。基于標準工業以太網的網絡架構，PlantPAx使得互聯企業變成了可能，能夠滿足企業未來發展的需要。
系統集成商LSI（Logical Systems LLC）作為羅克韋爾自動化的全球解決方案合作伙伴負責此次項目的實施，LSI在化工生產工藝和控制方面具備專業知識和豐富的項目實施經驗，這也是客戶在選擇合作伙伴時重點考察的方面。
為了幫助客戶最大限度地降低項目的實施風險，并在截止時間之前實現順利投產，項目實施團隊對客戶的實際生產工藝需求進行了全面的系統性分析，并制定了一個高可行性的解決方案。該解決方案以PlantPAx系統為中心，在FactoryTalk View SE的服務平臺上部署了3臺操作員站對9條生產線進行集中監測與控制。先進的批次控制技術實現了靈活的工藝配方編輯管理與執行功能。整個系統采用了3套Allen-Bradley® ControlLogix® 可編程自動化控制器分別對原料區、生產區、成品區及公用工程設備和生產工藝進行控制。高效可靠的PowerFlex系列變頻器為整個系統的7×24小時穩定運行提供了保障。系統中配置了一臺Historian服務器以實現長達10年以上的生產歷史記錄的追蹤。此外，系統采用全廠級的Ethernet/IP工業以太網既保證了當前所有設備的通信高效而可靠，又為未來的MES系統及ERP系統等功能擴展提供了可能。
在2017年底項目正式確定后，項目團隊便開始了系統設計工作。得益于PlantPAx提供的豐富預定義圖形和設備控制功能庫，以及強大的設備及批次控制仿真功能，團隊在一個月的時間里便已根據客戶的工藝要求完成了整個系統共9條生產線的組態及功能仿真測試，并得到了客戶的認可。2018年1月便將系統部署到客戶的實際工廠中進行I/O檢查并用水替代原料進行了一系列的功能驗證和優化，均得到了令人滿意的結果。
效果
面對客戶有限的資料和復雜需求，為了確保項目成功實施且最大限度地縮短開發時間，項目實施團隊從項目啟動之初就根據客戶的工藝要求選擇最佳的項目配置，并進行方案優化、編程和調試，確保了交貨期，同時滿足了高標準低成本的需求。在整個項目的跟蹤、招投標和實施的過程中，羅克韋爾自動化的銷售團隊和技術支持團隊貫穿始終，為項目的成功提供了有力保障。
PlantPAx系統在新工廠的表現得到了客戶的一致認可。客戶的生產經理評價說：“通過PlantPAx系統，新工廠的生產人員數量降低了50%，生產效率提高了35%。”
結合批次管理功能，PlantPAx系統幫助客戶快速、高效地實現產品切換。客戶的工藝質量經理對此給予了高度評價：“在批次管理系統中，生成新的配方并下裝生產只需要短短的二十幾分鐘，大大地提高了生產效率，新產品的投產時間降低了80%。”
在項目正式投產前的多次試生產中，產品的各項指標均達到了標準要求，特別是在定量加料、定時滴加和溫度控制等關鍵生產環節，更是達到了前所未有的高精度控制效果。
通過與全廠級自動化技術的緊密融合并采用開放式通信標準，PlantPAx可以為新工廠乃至整個企業的過程運營創造更大價值，幫助企業實現工廠間的互聯，打造互聯企業，達成集約節約、高效環保、綠色低碳和可持續的發展目標。
基于PlantPAx的標準解決方案，面對客戶不同工廠的不同要求，即使配置發生變化，仍然能夠縮短50%以上的開發時間。項目的成功實施讓客戶更加信任羅克韋爾自動化，客戶表示在不久的二期項目中會繼續考慮與羅克韋爾自動化合作，部署PlantPAx系統以取得更大的成功。
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