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食品工廠監控系統整合 建置完整生產履歷

食品工廠監控系統整合 建置完整生產履歷

泓格科技為食品工廠整合即時監控系統,包括: 粉體檢重監控系統、油槽溢位監控系統、廠區溫溼度監控系統,以及電腦機房設備與環境監控系統,達到遠端集中管理與生產履歷建置目的。

AVEVA Edge SCADA 系統透過乙太網路讀回各項數據,包括 PDS 系列可編程串列設備服務器蒐集的檢重系統 PLC 數據、ACS 系列門禁讀卡機的廠區人員進出資訊、WISE 系列智能型 I/O 模組擷取的油槽溢位資訊、MDC-700 系列 Modbus 資料集中器整合的溫濕度數據,以及 uPAC-7186EX 可程式自動化控制器收集的機房設備與環境數據,管理者可輕鬆進行廠區的統一管理。

案例介紹

近年來食安問題頻繁爆發,引發了廣泛的社會關注和擔憂。為了保障消費者的安全,各國政府紛紛加強食品安全監管,對食品的製造、加工、調配、包裝、運輸、儲存和銷售等環節進行嚴格規範。在這樣的背景下,食品製造業者必須遵守日益嚴苛的法規,不僅需對生產過程進行精確監控,還需提供完整的生產履歷,這使得數據和系統的整合需求日益增加。

本案例的客戶是一家位於台灣的食品工廠。儘管工廠原先已具備粉體檢重監控系統與溫溼度監控系統,但各系統的監控數據分散,缺乏整合與集中管理,因此在食安問題發生時,往往難以追溯生產問題所在。為此,業主希望透過系統整合解決方案,達到即時且集中的原物料和環境參數監控,包括粉體檢重、機台稼動率、油槽溢位、粉體廠溫濕度以及電腦機房環境數據的精確記錄,進而建置完整的生產履歷,提升產品的安全性。

泓格系統整合解決方案 打造完善的生產履歷系統

此系統架構可分為五個部分: 粉體檢重系統監控、油槽溢位監控、廠區溫溼度監控、廠區門禁監控、電腦機房設備與環境監控。

首先,檢重監控系統針對粉體的產出重量和生產機台的稼動率進行監控。PDS-734 可編程串列設備服務器讓使用 RS-422 通訊介面進行資料傳輸的 PLC 連網,如此一來 SCADA 便能透過乙太網路取得 PLC 提供的生產數據。

油槽溢位監控系統中,客戶使用 WISE-7144 智能型 I/O 模組讀取油槽浮球液位開關的 DI 訊號,並透過乙太網路將資料回傳至 SCADA。

溫溼度監控系統中,客戶使用 MDC-711 Modbus 資料集中器整合現場多個溫濕度感測器所量測的環境數值,SCADA 則透過乙太網路取得這些數值。

廠區門禁監控系統中,各區域的門禁資訊會由 ACS-11-MF 按鍵型感應式門禁語音讀卡機負責管理,以確實記錄各個生產批次的負責人員,並傳至 SCADA 系統進行統一管理。

電腦機房監控系統中,客戶使用 uPAC-7186EX 掌上型  MiniOS7 可程式自動化控制器將原本使用自有協定傳輸的 UPS ,改以標準 Modbus TCP 通訊協定將資料回傳至 SCADA。客戶同時也在機房內安裝泓格的 DL-10 溫溼度感測器量測機房的環境數值,而空調數據也一併由 SCADA 進行統一管理。

其系統架構圖如下:

▲ 系統架構圖
▲ 系統架構圖
  • 檢重系統監控:

PDS 系列可編程串列設備服務器具備 Modbus TCP 轉 Modbus RTU/ Modbus ASCII 的閘道器功能,可以讓 RS-232/485/422 串列設備連上乙太網路,且支援多數使用 Modbus TCP 協定的 SCADA 和 HMI 系統。此案例中,PDS-734可編程串列設備服務器的作用即是協助 PLC 進行連網,將檢重數據和機台稼動率透過乙太網路回傳給 SCADA。

▲ 充填室現場圖
▲ 充填室現場圖
  • 油槽溢位監控:

WISE-7144 是智能型 I/O模組。它提供 8 個 DI 通道和 8 個 DO 通道,且每個 DI 通道皆提供計數器的功能,並支援 Modbus TCP 協定,可與 SCADA 無縫整合。WISE-7144 智能型 I/O模組還具備 IF-THEN-ELSE 邏輯引擎,可以穩定地執行自動化邏輯。即使與中控中心的通訊中斷,WISE-7144 依舊能在現場進行邊緣運算,並提供電子郵件及 CGI 命令發送功能。在操作 WISE 系列模組時,使用者無須進行邏輯程式的撰寫,僅需透過 WISE 系列所提供的人機畫面及滑鼠點選,即可快速完成控制器上的工作邏輯規劃,大幅降低系統開發的成本。在此案例中,WISE-7144 負責讀取油槽浮球液位開關的 DI 訊號,並透過乙太網路回傳給 SCADA。

  • 溫濕度監控:

MDC-700 系列 Modbus 資料集中器具有 RS-232、RS-485 及乙太網路介面,能將使用 RS-232、RS-485 通訊介面的 Modbus 設備連接到乙太網路。MDC-700 系列 Modbus 資料集中器會依據使用者自定的命令表,依序讀取連接在 COM Port 上的 Modbus 從端設備,並將讀回的資料合併成連續位址的格式,讓主端的電腦主機能一次讀取多個從端設備的資料,實現集中管理。這個方法可取代以往輪詢的方式,節省來回讀取設備資料的時間,因而提升整體系統效能。

此案例中,客戶使用 MDC-711 Modbus 資料集中器整合廠區多個 RS-485 溫溼度錶頭的數據,再將所有資料透過乙太網路一次回傳至中控端。

  • 廠區門禁監控:

ACS-11-MF 按鍵型感應式門禁語音讀卡機整合門禁、語音導引及樓層管制功能,且具備 Ethernet 與 RS-485 通訊介面,可進行遠端卡號發布與通行紀錄上傳。此外,亦提供防拆機破壞感應器及門位偵測警示功能,可強化門禁系統的安全性,有效提升管理品質。此案例中,ACS-11-MF負責廠區的門禁管理,並將人員打卡數據傳至 SCADA 系統進行統一管理。

  • 電腦機房監控:

DL-10 溫溼度感測器可量測溫度、溼度和露點溫度,並支援 RS-485 (Modbus RTU 通訊協定),能夠即時回傳感測數值。DL-10 具備小巧的外型 (25 x 20.2 x 30mm),可大幅節省擺放空間,並輕鬆安裝於任何地方。此外,泓格提供的 DCON Utility Pro 軟體讓使用者能透過其簡單易用的介面進行 DL-10 模組的配置。此案例中,DL-10 負責量測電腦機房中的溫度與濕度,確保機房環境的穩定性。

uPAC-7186EX-G 掌上型 MiniOS7 可程式自動化控制器 (PAC) 搭載 80186 CPU (80MHz),並支援多種通訊介面,包括: 乙太網路、RS-232 和 RS-485。此外,它還具備一個 I/O 擴充 Bus,可用來擴充各種 I/O 功能,包括: DI、DO、A/D、D/A、Timer/Counter,以及 RS-232/422/485、CAN 等多種通訊介面。使用者透過泓格提供的軟體開發工具 (MiniOS7 framework、Modbus 函式庫) 搭配 uPAC-7186EX-G,即可讓串列設備輕鬆連網,並能透過標準 Modbus 協議與 SCADA 系統進行通訊。

此案例中,uPAC-7186EX-G 將電腦機房的 DL-10 溫溼度感測器、空調和 UPS 連網,並將數值回傳至 SCADA 系統進行統一管理。

AVEVA Edge是一款全方位、整合開發的圖控軟體,提供基本組件讓使用者製作強大的 SCADA 和 HMI 應用程式,並支援所有的 Windows 執行平臺,包括 Windows Embedded Compact、Windows Embedded Standard、Windows 8.1/10/11 和 Windows Server Editions (Server 2012/2016/2019)。AVEVA Edge執行時,除了支援本機端的操作,還支援遠端網頁的監控,使用上相當便利。

此案例中,AVEVA Edge 整合所有廠區的監測數據,操作人員透過總覽畫面即可一次掌握全部資訊,包括檢重數據、生產進度、油槽溢位、廠房溫溼度、門禁資訊、機房設備與環境數據等。相關人員不需要再花費額外時間整合分散的監測數據,大幅提昇管理效率,且有利於後續生產履歷的建置。

▲ 圖控畫面_粉體檢重系統
▲ 圖控畫面_粉體檢重系統
▲ 圖控畫面_溫溼度監控系統
▲ 圖控畫面_溫溼度監控系統
▲ 粉體檢重報表_資料總覽
▲ 粉體檢重報表_資料總覽
▲ 粉體檢重報表_詳細資料
▲ 粉體檢重報表_詳細資料

泓格產品為此案例帶來的效益

  • WISE-7144 智能型 I/O 模組具備乙太網路供電 (PoE) 功能,可以透過網路線獲取電力,減少電線及電源插座的需求,藉此簡化系統的設計和提升靈活性;在非 PoE 的網路環境下,WISE-7144 則可透過電源轉換器或電池等輔助電源來接收電力。

  • MDC-700 系列 Modbus 資料集中器最多可連接 8 台 Modbus TCP 主機、設定 250 條 Modbus RTU 命令,以及收集和管理 DI/DO/AI/AO 各 9600 筆資料。使用者在使用 MDC-700 系列 Modbus 資料集中器時,不需安裝任何軟體或撰寫程式。MDC-700 系列提供內建網頁伺服器,使用者只需透過網頁瀏覽器即可檢視與操作模組的組態設定,並能隨時從遠端進行監測與維護,操作和管理上皆相當便利。

  • MDC-700 系列 Modbus 資料集中器支援 CSV 檔案設定組態,能夠在試算表軟體或純文字檔中編輯。在 CSV 中編輯 Modbus RTU 命令之後,將檔案匯入 MDC-700 系列即可同時變更多個從端設備的 Modbus RTU 指令,讓設備管理更省時且有效率。

泓格能源管理解決方案:為企業省下大筆電力成本

隨著節能減碳議題備受關注與電費的節節攀升,許多企業都在積極尋找有效的節電方案。而在實施能源管理和碳排放控管之前,企業必須先充分掌握廠區的能耗狀況。

泓格科技的能源管理解決方案可協助企業精準掌握生產過程中的能源消耗數據,如冷卻水塔、冰水主機、空調與照明系統,以及關鍵製程設備的電力消耗。企業可以參考蒐集回來的用電數值採取相應的節能措施,有效降低非必要的電力耗損和電費支出,省下大筆成本。

▲ 能源管理系統架構圖
▲ 能源管理系統架構圖
  • 廠區電力資訊擷取

PM-3000 系列智能電錶可精確記錄各種設備的用電情況,如食品製造過程中乾燥機、壓縮機、油槽加熱、攪拌設備的用電數據,且 PM-3000 智能電錶系列具備通訊能力,可將電力資訊透過 Modbus RTU 通訊協定傳送給 PMC 系列電錶集中器,進行數據整合。

  • 兼具邊緣運算與控制能力的電錶集中器

PMC 系列電錶集中器提供全面且靈活的電錶整合能力,可即時讀取、記錄與管理設備的電力使用資訊,且操作上相當簡單,只要透過瀏覽器即可瀏覽各項電力資訊與設定系統參數。PMC 系列電錶集中器內建的邏輯運算功能(IF-THEN-ELSE)可根據設備的電壓或電流異常,自動發送 Email、SMS 簡訊、Telegram、微信等告警通知給相關人員,以及早排除異常狀況,避免突發性的停機。此案例中,PMC 系列電錶集中器在整合廠區及設備的用電資訊後,可透過 Modbus TCP 通訊協定將數據回傳至中控軟體進行集中管理。

  • 雲端監控與視覺化管理

IoTstar泓格科技開發的工業物聯網雲端管理軟體,專門用於監控和管理 PMC/PMD/WISE 系列控制器及其連接的 I/O 模組與設備。IoTstar 可協助維運人員遠端監控工廠內的各個生產環節,並透過 Dashboard 即時顯示電壓、電流功率因素、累計功耗(kWh)及碳排放量等關鍵數據。IoTstar 的報表功能還可生成 PDF 或 Excel 格式的報表,便於追蹤和分析工廠的能效表現。泓格能源管理解決方案的全面整合能有效幫助工廠在保持高效運作的同時,達到可觀的節能成效。

結語

泓格科技透過多元的產品線,包括可編程串列設備服務器智能邊緣運算控制器Modbus 資料集中器可程式自動化控制器智能電錶等,打造出完善的系統整合與能源管理解決方案。在食品工廠中,泓格實現粉體檢重系統、油槽溢位、廠區溫溼度與電力系統,以及電腦機房設備與環境的遠端即時監控和集中管理。這些技術成功解決了工廠以往生產數據分散、缺乏整合的問題,並協助建立更完整的生產履歷系統,在提升企業競爭力的同時,也替消費者的健康進行嚴格把關。

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