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智慧工廠安全管理解決方案

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泓格科技研發一處副處長何坤鑫。
泓格科技研發一處副處長何坤鑫。

如何讓傳統工廠走向智動化的應用,已經成為製造業最重要的課題。泓格科技研發一處副處長何坤鑫指出,智能工廠管理首先要注意工業安全,如氣體管線監測、消防系統、緊急通報與影像監控等,其次是生產過程,如掌握工廠設備的稼動率,最後是節能環保,如水電節能及照明系統等,如果工廠使用的設備,無法滿足前述的要求,就得尋找適當的解決方案來解決。

如物聯網已是當前科技的趨勢,而從經營者及管理者的角度,會希望能透過手持裝置隨時掌握生產狀況,配合雲端應用,許多工廠的管理者與經營者的想法,也開始有了變化,工廠也開始走向數位化及智慧化。

何坤鑫指出,智慧工廠的主要訴求,分別是打造安全環境、確保產品品質、降低能源成本、增加工作效率,進而達到產能提升、利潤增加的目標。但何坤鑫也強調,工廠設備攤提多半長達20年,有些設備甚至可能更久,要監測管理這些老舊設備的難度,通常也會比較高,也成為智慧工廠安全管理的困難點。

至於實際案例方面,何坤鑫以整壓站監測為例指出,由於整壓站主要分布在戶外,客戶希望在本地端蒐集完資料後,本地及遠端都能夠做記錄,因為所有的訊息如果都要先回到中控室才處理,會影響時效性,所以在減壓站就設計有控制器,可以根據蒐集到的資訊來回應,以確管線氣體狀態及系統安全。

類似的設計,也可以應用在火災報警系統,管理人員可以用電腦來監控所有廠房的現場資訊,現場也一樣可以反應。但其實,緊急通報系統不只是蒐集現場資訊,或是控制現場開關,何坤鑫指出,還必須加入簡單的邏輯判斷,可以進行簡單的自動控制,這種分散式的安全管控設計,可以在中控室有狀況時,一樣可以緊急處置,減少上位斷線風險,也更可以考量時效性。

廠區安全監控方面,則可以與圖控系統的高度整合,進行整廠監控,配合現場的I/O監控,還可以蒐集特定時間及範圍的畫面,減少檢索所需資訊的時間。

機台電流檢測也可用來完善智慧工廠解決方案。由於機台如果突然壞掉,會造成生產損失,因此必須做到損壞預警。何坤鑫指出,其實只要利用智能電表來監測,從耗電量變化就可以早期發現機台是否異常,若機台耗電狀況出現不穩定或是超過上下限值時,就會提早發出警告,讓管理人員及時處理,而且這種解決方案,即使是很舊的廠房也可以應用,就不用擔心不預期當機而造成的損失。

機台電力監控方面,只要用小型面板就可以在現場監測,而且可以同時蒐集不同協定的資訊,統一在面板上處理,透過觸控介面還可以換頁,處理更多的資訊,免費開發軟體則可以整合及處理客戶所需要的資訊。早期有許多機台狀態會用3色燈監控,但如果管理者不在現場就看不到。改造的方向,就是可以在中控室監測,還可以透過無線方式來控制機台狀態。

何坤鑫指出,無線控制技術建議主推ZigBee,因為有些工廠又不准穿牆打洞,障礙物又多,ZigBee訊號會自動繞道,比較不用擔心Wi-Fi或藍牙訊號會被樑柱或牆擋住的問題,加上ZigBee傳輸距離可達700公尺,更適合工廠使用。

其他用於智慧工廠的解決方案,如面板廠機台產線監控,採用分散式的分層控制,可以解決訊號傳遞的瓶頸,來滿足需求;即時看板系統則是可以用無線方式傳遞資訊,還可以跟生產狀態採集器連線,提供即時生產的數據。

由於許多製程都跟溫度有關,因此智慧工廠也必須要能做到生產及儲存監控。何坤鑫指出,現在的客戶會希望能將生產資訊記錄下來,未來如果碰到產品有問題時,就可以追溯了解該如何調整,如食品廠填充程序紀錄,跟溫度、濕度情況是否良好也有關係,才能管控產品品質。

在節能環保方面,智慧工廠的水資源監測,可以讓管理人員在後台做分析,尤其是許多抽水站都是無人機房,由於資料量並不大,可以用3G將現場資訊傳出來,維護人員就不用疲於奔命,也不用專線,還得派人時時巡查。

在電力監控方面,由於工廠現場迴路複雜,可能要裝設很多顆智慧電表,但只要做一個集中器,就可以整合處理資料,還可以透過Web介面來管理,除了本地端外,遠端還有備援處理,只要能了解用電狀況,就能夠規劃節電措施。

何坤鑫指出,以前這種電表集中器很貴,但現在設備因為小型化,經濟效益相對提升,而且透過Web介面顯示資訊,不用另外寫軟體,也不用動到原來的配線,評估的成本及技術壓力都比較小。

再以無塵室照明監控為例,以前用傳統開關,因為進出需要穿防塵衣,室內開關會很難處理,如果在外面另設一組開關,可能會導致線路過於複雜。何坤鑫指出,其實只要用配線串起電燈開關,在無塵室外面放一個小型控制器,管理人員就可在辦公室或無塵室外面,連接控制器控制電燈開關。

何坤鑫最後總結與未來趨勢,工廠面臨數位化與資訊的普及,廠區、生產設備、生產流程,都需要迎接物聯網的時代,做好自動化與資訊採集的動作,必須打造一個安全、效率、節能的工作環境。