智能工厂安全管理解决方案
如何让传统工厂走向智动化的应用,已经成为制造业最重要的课题。泓格科技研发一处副处长何坤鑫指出,智能工厂管理首先要注意工业安全,如气体管线监测、消防系统、紧急通报与影像监控等,其次是生产过程,如掌握工厂设备的稼动率,最后是节能环保,如水电节能及照明系统等,如果工厂使用的设备,无法满足前述的要求,就得寻找适当的解决方案来解决。
如物联网已是当前科技的趋势,而从经营者及管理者的角度,会希望能透过手持装置随时掌握生产状况,配合云端应用,许多工厂的管理者与经营者的想法,也开始有了变化,工厂也开始走向数码化及智能化。
何坤鑫指出,智能工厂的主要诉求,分别是打造安全环境、确保产品品质、降低能源成本、增加工作效率,进而达到产能提升、利润增加的目标。但何坤鑫也强调,工厂设备摊提多半长达20年,有些设备甚至可能更久,要监测管理这些老旧设备的难度,通常也会比较高,也成为智能工厂安全管理的困难点。
至于实际案例方面,何坤鑫以整压站监测为例指出,由于整压站主要分布在户外,客户希望在本地端蒐集完数据后,本地及线上都能够做记录,因为所有的信息如果都要先回到中控室才处理,会影响时效性,所以在减压站就设计有控制器,可以根据蒐集到的信息来回应,以确管线气体状态及系统安全。
类似的设计,也可以应用在火灾报警系统,管理人员可以用电脑来监控所有厂房的现场信息,现场也一样可以反应。但其实,紧急通报系统不只是蒐集现场信息,或是控制现场开关,何坤鑫指出,还必须加入简单的逻辑判断,可以进行简单的自动控制,这种分散式的安全管控设计,可以在中控室有状况时,一样可以紧急处置,减少上位断线风险,也更可以考量时效性。
厂区安全监控方面,则可以与图控系统的高度整合,进行整厂监控,配合现场的I/O监控,还可以蒐集特定时间及范围的画面,减少检索所需信息的时间。
机台电流检测也可用来完善智能工厂解决方案。由于机台如果突然坏掉,会造成生产损失,因此必须做到损坏预警。何坤鑫指出,其实只要利用智能电表来监测,从耗电量变化就可以早期发现机台是否异常,若机台耗电状况出现不稳定或是超过上下限值时,就会提早发出警告,让管理人员及时处理,而且这种解决方案,即使是很旧的厂房也可以应用,就不用担心不预期当机而造成的损失。
机台电力监控方面,只要用小型面板就可以在现场监测,而且可以同时蒐集不同协定的信息,统一在面板上处理,透过触控界面还可以换页,处理更多的信息,免费开发软件则可以整合及处理客户所需要的信息。早期有许多机台状态会用3色灯监控,但如果管理者不在现场就看不到。改造的方向,就是可以在中控室监测,还可以透过无线方式来控制机台状态。
何坤鑫指出,无线控制技术建议主推ZigBee,因为有些工厂又不准穿墙打洞,障碍物又多,ZigBee信号会自动绕道,比较不用担心Wi-Fi或蓝牙信号会被梁柱或墙挡住的问题,加上ZigBee传输距离可达700米,更适合工厂使用。
其他用于智能工厂的解决方案,如面板厂机台产线监控,采用分散式的分层控制,可以解决信号传递的瓶颈,来满足需求;实时看板系统则是可以用无线方式传递信息,还可以跟生产状态采集器连线,提供实时生产的数据。
由于许多制程都跟温度有关,因此智能工厂也必须要能做到生产及储存监控。何坤鑫指出,现在的客户会希望能将生产信息记录下来,未来如果碰到产品有问题时,就可以追溯了解该如何调整,如食品厂填充程序纪录,跟温度、湿度情况是否良好也有关系,才能管控产品品质。
在节能环保方面,智能工厂的水资源监测,可以让管理人员在后台做分析,尤其是许多抽水站都是无人机房,由于数据量并不大,可以用3G将现场信息传出来,维护人员就不用疲于奔命,也不用专线,还得派人时时巡查。
在电力监控方面,由于工厂现场回路复杂,可能要装设很多颗智能电表,但只要做一个集中器,就可以整合处理数据,还可以透过Web界面来管理,除了本地端外,线上还有备援处理,只要能了解用电状况,就能够规划节电措施。
何坤鑫指出,以前这种电表集中器很贵,但现在设备因为小型化,经济效益相对提升,而且透过Web界面显示信息,不用另外写软件,也不用动到原来的配线,评估的成本及技术压力都比较小。
再以无尘室照明监控为例,以前用传统开关,因为进出需要穿防尘衣,室内开关会很难处理,如果在外面另设一组开关,可能会导致线路过于复杂。何坤鑫指出,其实只要用配线串起电灯开关,在无尘室外面放一个小型控制器,管理人员就可在办公室或无尘室外面,连接控制器控制电灯开关。
何坤鑫最后总结与未来趋势,工厂面临数码化与信息的普及,厂区、生产设备、生产流程,都需要迎接物联网的时代,做好自动化与信息采集的动作,必须打造一个安全、效率、节能的工作环境。