用在披塔面包店中的DeviceNet

1964年，Sam和Minerva Teeny在美国引入了原产于中东的“口袋面包”(披塔面包)。经过20年的商海打拼，Teeny家族关闭了他们在波特兰的服装店，从Sam的人寿保险单中借了$500，Teeny家族从此便开始烘焙“口袋面包”。作为美国最古老的大量生产“口袋面包”的公司，Teeny Foods公司持有这种日益受欢迎的面包的专利权。

30年后，Teeny Foods公司不断壮大，它的第一家生产工厂已无法满足要求，因此迁至位于波特兰的新址，使用更新的自动化控制技术。仅仅联机生产了三个月，新工厂就使Teeny Foods公司的生产效率提升了两倍多，同时能生产出质量更稳定的产品。通过使用新系统，Teeny Foods公司每小时已经可以生产出20,000片面包，这是旧工厂生产能力的3.5倍。

“我们已完全超越了旧工厂的生产能力，”Teeny Foods公司的董事长Rick Teeny说，“我们需要更大的场地，同时我们还希望改进我们的生产工艺。我们的目标是减少产品缺陷、增加产量、改进工艺控制、减少雇员数量，同时仍能保持高标准的产品质量。在新工厂中，我们增加了变速电机控制，将控制系统与OEM设备集成在一起，这样就可以实现用一个网络进行通讯。这样我们就能够协调整个工厂的生产。长远来看，新系统将显著降低每片面包的成本。”

为满足这些目标，Teeny Foods公司为它的两套自主生产线(压片和烘焙/冷却)装配了“智能速度控制器”，用于调节生产输送机上交流电机的转速。紧凑的电机控制器为Teeny Foods公司提供了变速控制，有助于满足配方要求(例如更长的烘焙时间或冷却时间)，这对产品成形和烘烤时间至关重要。由于拥有超过200种不同类型的产品，可靠地满足所有生产区域内的要求对Teeny Foods公司的经营非常重要。

压片生产线 - 压片生产线用于将产品从散装原料变成薄片状产品，为烘焙做好准备。该生产线负责产品成形 - 每个配方在面饼厚度和形状方面都略有不同。大块的散装面饼以手动方式从混合站传送到压片生产线上，在压片生产线中将其变为特定的厚度和宽度，以满足技术要求。精确的速度在这一部分中非常关键，因为如果面饼的厚度不正确，就无法烘焙得当。压片生产线上的输送机和工艺设备都连接到DeviceNet网络，Teeny Foods公司能够通过该网络监视和控制生产线以及设备之间的通讯。“智能速度控制器”可对输送机和滚轮的速度进行同步，以便在到达生产线末端的切削工作站之前形成合适的面饼厚度和重量。面饼切削后，被放置到特别设计的托盘中进行检验，此处允许增加面饼份量。精确的输送机速度对于将面饼产品从输送机同步传送到托盘非常重要。如果速度不协调，则产品会从输送机掉落到地板上。控制器对输送机的精确控制可减小不合格面饼的数量。

烘箱生产线 - 一旦面包检验合格，符合配方要求，就会将面饼托盘加载到烘箱生产线，然后离开检验托架，传送到烘箱输送机上。烘焙是Teeny Foods公司生产工艺中最重要的阶段。简单来讲，如果没有正确的烘焙时间和烘焙温度，Teeny Foods公司的口袋面包将不会形成一个口袋和(或)未烤熟或烤焦。控制器帮助Teeny Foods公司调整产品通过烘箱的速度，既改进了产品质量同时又降低了产品不合格率。烘焙生产线另一个关键之处是产品传送到烘箱生产线的速度 - 这取决于产品。例如，比萨面包比口袋面包要大一些，因此就需要较慢的输送机传送速度。如果将产品以错误的速度传送到烘焙生产线，则产品要么粘到托盘上，要么因传送不平稳而弄坏产品。控制器帮助管理输送机速度，以满足产品要求并降低产品不合格率。这在生产深盘型比萨饼面皮时特别重要，因为此时需要将面包从圆形烘焙盘上撤下来。利用真空吸力将深盘比萨饼面皮从圆盘中取出，然后将面皮放置到一台输送机上，同时从另一台输送机上取走空盘。

螺旋形冷却架 - Teeny Food公司的两层螺旋形冷却架由位于纽约州的IJ White公司制造，通过变频驱动器对其进行控制；变频驱动器通过控制输送机速度来调节螺旋形冷却器上的定时功能。螺旋形冷却架一次可容纳多达6,000块口袋面包。冷却时间随产品不同而变化，冷却大约需要20分钟，而口袋面包的冷冻时间从开始到完成大约需要30分钟。

“我们有些产品需要冷却或彻底冷冻，”Teeny Foods公司的技术经理Jim Georgioff说道，“如果加入一块发热物质，就需要相应地排出一定的热量。变频驱动器作为定时功能使用，控制产品通过冷却架的时间长度，从而获得所期望的产品温度。”

对很多面包店而言，作为不动产的厂房用地很稀缺，而在Teeny Foods公司的新工厂这并不是问题。Teeny Foods公司希望最小化厂房用地的浪费，将设备尽可能靠近生产线放置。因此，Bulletin 160 SSC控制器的尺寸便成为Teeny Foods公司选择设备时一个首要考虑因素。控制器尺寸为2-1/2英寸宽和5英寸高，这使Teeny Foods公司可以将多达24个控制器放置在单机柜内，从而节省了宝贵的空间和昂贵的布线。

“通过使用控制器，可以获得2马力的终端导轨安装的驱动器，而这非常平常。”系统集成商C-Tech Services的Tom Hatch说。该系统集成商曾与Teeny Foods公司进行合作以对系统进行升级。“通过使用电路保护和紧急停止互锁继电器，您能看到总安装尺寸大约为4英寸宽和1英尺高的设备包。对于大多数驱动器设备包，这个尺寸甚至还不能容纳基本驱动器，更不用说其他支持设备了。”

只使用一个控制器便能控制两台电机的能力给了Teeny Foods公司一个意外的惊喜。“控制器能够如此优秀地控制两台电机，这给我留下了深刻印象。”Georgioff说，“过去，我们在具有180度转弯的生产线部分曾遇到过运动协调方面的一些问题，这些180度转弯导致生产线上出现很多松弛。”在安装控制器之前，最难协调的生产线部分是烘焙盘输送机，在产品被传送到烘焙生产线上之后，该输送机将空的烘焙盘送回到压片生产线。因为烘焙盘输送机包括两个大的S形曲线，因此要对付很多松弛的地方。控制器协调两个输送机的速度，减少曲线造成的松弛的数量。

为达到他们改善工艺控制的目标，Teeny Foods公司安装了DeviceNet通讯协议，用于和工厂地面设备的协调和通讯。Teeny Foods公司通过将它们连接到有助于简化和标准化工艺控制DeviceNet，已经能够协调三条生产线上的所有生产。使用DeviceNet通讯模块，Teeny Foods公司可以从其市场办公室内立即获得34台电机控制器的所有信息：状态、速度、电流水平和散热器温度。

“我能坐在办公室内检查整个工艺、下载信息并能确定哪里可以进行微调。”Georgioff说，“我非常喜欢坐在办公室就可以进行监视。工艺控制对我来说尤其重要，因为各种配方的要求不相同。我们要时刻关注整个生产线，注意任何瓶颈状态或其他问题，以减少生产过程中的产品损失。”Teeny Foods公司发现使用DeviceNet通讯后，如果生产线上出现故障，维修或诊断起来既快速又简单。高级诊断功能可以使操作员立即注意到生产线上出现的问题。此外，自诊断信息也可用于网络上的每台设备，这有助于提取工艺信息，返回来又有助于保持工艺连续运行。“如果您的生产线确实遇到问题，DeviceNet可对问题进行快速的跟踪和识别，减少了维护和故障排除所需要的时间，”Hatch说，“您无需任何编程背景就可定位故障。”

因为DeviceNet的安装和编程非常容易，Teeny Foods公司能够快速建立新的生产线并投入运行 - 将停机时间减少到只有三天，这还包括将设备运送到新位置所花费的时间。DeviceNet大大降低了遍布整个工厂地面的大量布线，只需连接三十四个控制器。

Teeny Foods公司所采取的另一个改善工艺控制的措施是将三个操作员界面终端连接到地板上的生产工艺。三个操作员界面具有相同的屏幕、运行相同的程序，这样即使其中一个出现故障，仍然可以对生产工艺进行控制和监视。“沿生产工艺布置三个终端，这解决了两个潜在问题。”Hatch解释到，“首先，作为预防措施，如果其中一个终端出现故障，仍然可以通过另外两个终端中的任意一个终端来操作整个系统。其次，有时操作员处在生产线的一端，而生产线的另一端却需要改动。此时他们无需跑到生产线的另外一端即可做出所需要的调整。操作员可以一边看护整条生产线，一边当场进行调整，省时省力。当其他两个终端同时出现故障时，第三个终端可构筑起最后的安全防线。”

在安装好三十四个控制器并运行了大概三个月之后，Teeny Foods公司已经看到生产效率显著上升，且正在生产出质量更稳定的产品。事实上，公司计划额外增加控制器来升级他们的包装生产线，以保持对速度的控制，同时将此生产线与系统进行联网。昔日小型的“小零售铺”面包房现在已经有能力扩大生产规模，并能生产出质量更稳定的产品。这表明在小设备上的投资就可为公司创造出大量的利润。