Post Consumer Brands通过虚拟化降低了人机界面的成本

更新的人机界面系统提高了对生产过程的可见性,并巩固了谷物行业领导者的硬件。

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这家1895年在密歇根州巴特克里市(Battle Creek)的一个谷仓里成立的公司,如今已成为美国第三大谷物公司:邮政消费品牌(Post Consumer Brands, PCB)。该公司在2015财年的销售额超过12亿美元,在即食谷物类产品的市场份额中占21%。

查尔斯·波斯特(Charles Post)制作第一个谷物产品的巴特克里克(Battle Creek)谷仓仍然矗立着。但现在与64英亩的生产园区相比相形见绌——这是美国和加拿大8个PCB生产基地之一。在这里,PCB生产的谷物品牌,如葡萄坚果®,葡萄干麸®,水果卵石™和可可卵石™,蜂蜜燕麦®。

最近,PCB在巴特克里克校区开始了一项历时多年的迁移,以替换其所有的人机界面(HMI)平台,这些平台已经老化到操作系统已经过时,并经常出现故障。而不是简单地替换HMI平台,PCB决定通过利用虚拟化的力量,为其HMI系统采用一种新方法。

巴特克里克生产园区包括四个生产设施,一个仓库和干配料储存筒仓。谷物产品的生产过程各不相同,但常见的工艺包括将谷物磨成面粉、烹饪或烘烤谷物、将谷物切碎或压成形状,以及混合葡萄干、坚果或种子等成分。完成的谷物产品然后被包装成袋,盒子和箱子,然后通过传送带送到仓库储存和运输。

巴特克里克校区的操作人员使用175个基于计算机的人机交互界面来监控和管理这些活动——从从轨道车辆上卸载原料到执行生产流程,再到进行仓库活动。然而,近年来,人机交互平台出现了越来越多的问题。

首先,由于人机交互平台是台式机,并不是为恶劣的制造环境而设计的,它们开始以几乎每周的速度出现故障。此外,大多数人机界面电脑都运行Windows XP,微软于2014年停止了对Windows XP的支持。

“Windows XP的淘汰是我们的一大动力,”巴特克里园区PCB电气工程主管比尔·门瑟(Bill Menser)说。“我甚至买不到装有Windows XP驱动程序的新电脑。所以我开始收集旧的台式电脑。或者我会买新电脑,用IT部门的旧电脑做交易——这都是因为我需要能运行XP系统的备件。”

除了操作系统,还有另外一个问题需要确保备用电脑有正确的人机界面软件。这可能是一个挑战,因为分散在校园的传统人机界面计算机使用了罗克韦尔自动化软件的混合,包括FactoryTalk View Site Edition、独立和RSView 32 Active Display System版本。

Menser说:“人机界面平台的故障需要6个小时来重建。“这当然是我们的痛点。由于作业人员需要使用另一种HMI设备,所以我们可能无法立即进行生产,而这种设备可能位于50英尺远的地方,或者位于不同的楼层。但更大的风险是缺少替代硬件。即使我们有一台拥有正确操作系统的电脑,我们也必须确保它拥有正确一代的软件,以匹配我们建筑中运行的所有不同版本。”

PCB的巴特克里克(Battle Creek)站点也使用了大约20台HMI服务器,大多数建筑中都有两对服务器。与HMI电脑一样,在生产现场恶劣的生产条件下,服务器也在老化,硬盘出现故障。

Menser说:“在我工作的三年中,我已经见过八次硬盘故障。”“他们都没有打倒我们,因为我们有多余的服务器。但是,替换这些系统是有挑战性的,有一天我们可能会耗尽备用设备,这是一个威胁,最终可能会把我们拖垮。”

虚拟的转换

面对过时和硬件故障的挑战,门瑟尔知道是时候更换整个PCB园区的人机交互计算机和服务器了。他没有在一对一的基础上替换它们,而是选择了多年的迁移,这将用现代虚拟化技术彻底改变站点的HMI系统。

这包括在项目完成后,将大约20台HMI服务器替换和合并到8台以下。这些服务器将总共支持大约50个虚拟机。

这些虚拟机将在瘦客户机hmi上运行,瘦客户机正在取代175台桌面计算机hmi。瘦客户端不需要操作系统,它们都将在当前版本的FactoryTalk View Site Edition软件上进行标准化,取代目前在传统HMI计算机上使用的混合HMI软件。

新的HMI架构将使用VMware虚拟化软件,这使得瘦客户机可以作为虚拟机运行。它还将使用罗克韦尔自动化公司ACP的ThinManager软件,集中管理和交付从服务器到瘦客户端的人机界面软件。

虽然在巴特克里克生产园区,HMI虚拟化迁移只完成了大约三分之一,但该站点已经获得了收益。

用虚拟瘦客户端替换老化和故障的HMI计算机,有助于避免每一个被更换的平台的过时风险。而且,由于瘦客户机是为严酷的工业环境而设计的,与台式计算机不同,它们的预期寿命有了极大的提高。

如果有一天任何瘦客户端出现故障或升级到新技术,Menser和他的团队将能够替换它们,而不需要找到一台配备Windows XP的备用电脑。

Menser说:“我们需要做的不是从头开始重建人机界面,而是替换瘦客户端。”这大大提高了替换时间,从6小时左右提高到几分钟左右。这只是一个时间问题,人们需要走到人机界面并更换设备。”

对于运营商来说,新的HMI瘦客户端复制了传统HMI计算机的外观和感觉,以减少潜在的生产中断或对新系统的培训需求。该系统还连接到新安装的IP摄像头,使运营商能够在大规模园区内前所未有地了解生产情况。

Menser说:“任何人机界面的视频连接都可以帮助操作人员监控关键过程,比如在干燥过程中检查谷物的分配情况。”“它还可以在运营商没有驻扎但仍然可能发生问题的大片地区提供帮助。例如,有了虚拟的、视频支持的FactoryTalk View SE HMI系统,我们可以立即检查传送带线路是否堵塞。在遗留系统中,必须有人花几分钟亲自走过去检查传送带。在生产过程中节省这些时间,就等于提高了产量和盈利能力。”

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