圖爾克解決方案助力靈活生產(chǎn)

90%以上組件用圖爾克提供的成品現(xiàn)場(chǎng)總線電纜和插入式連接器與控制系統(tǒng)相連

　　位于加利福尼亞州歐申賽德（Oceanside）的Genentech公司新IDEC制造中心（NIMO）使用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，這在當(dāng)初算是制藥工業(yè)的一次突破。該家工廠已成為CRB近年來設(shè)計(jì)的幾乎所有基層制藥廠的模板。在運(yùn)送至歐申賽德工廠所在地之前，所有模塊都使用圖爾克配線系統(tǒng)進(jìn)行制造。

　　美國(guó)制藥工業(yè)變化萬千，一項(xiàng)旨在建設(shè)新生物技術(shù)工廠以生產(chǎn)抗癌藥物Avastin的計(jì)劃一波三折，花了5年時(shí)間進(jìn)行開發(fā)，又花費(fèi)2年時(shí)間進(jìn)行建設(shè)，先后三易其主。最終，所有這些因素都不能阻擋項(xiàng)目的完成，這就是Genentech公司的新IDEC制造中心（NIMO），它位于加利福尼亞州歐申賽德（Oceanside）。

　　早在本世紀(jì)初，由工程師、建筑師和總承包商組成的團(tuán)隊(duì)便開始設(shè)計(jì)歐申賽德工廠，并創(chuàng)造了一種新的“設(shè)計(jì)建造混合”方法，以便對(duì)工廠實(shí)施獨(dú)特的制造創(chuàng)新、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和有益的質(zhì)量措施。

　　其中一個(gè)創(chuàng)新是使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，這在當(dāng)時(shí)可謂制藥工業(yè)的一次突破。負(fù)責(zé)整體設(shè)施與制造工藝設(shè)計(jì)的工程公司——CRB咨詢工程師公司的Denise Kresge說：“在設(shè)計(jì)歐申賽德工廠之前，從未聽說生物技術(shù)/制藥廠使用大量的總線。現(xiàn)在，這家工廠已經(jīng)成為CRB近年來設(shè)計(jì)的幾乎所有基層制藥廠的模板。”

　　據(jù)Kresge說，當(dāng)時(shí)關(guān)于能否獲得FDA（美國(guó)食品與藥品管理局）批準(zhǔn)存在很多顧慮：“從設(shè)計(jì)角度看，這一概念提出了一些挑戰(zhàn)。其中之一是所安裝電纜必須符合衛(wèi)生要求，并能經(jīng)受潔凈室環(huán)境下的頻繁沖洗。

　　另一個(gè)挑戰(zhàn)是防止電源和生產(chǎn)設(shè)備感應(yīng)產(chǎn)生外部噪聲。必須屏蔽通信電纜，而且我們還得遵守關(guān)于電纜組件與安裝的分離規(guī)則。”歐申賽德工廠于2006年獲得了FDA批準(zhǔn)。

　　分部裝配提高效率

　　這家工廠擁有龐大的生產(chǎn)區(qū)域，是首批成功利用大型模塊化超級(jí)臺(tái)架的生物技術(shù)制造設(shè)施之一，這些臺(tái)架在場(chǎng)外完成制造，然后運(yùn)至工廠。70多個(gè)工藝儲(chǔ)罐和18個(gè)發(fā)酵桶被集成為17個(gè)大型模塊。這種方法節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間，減少了現(xiàn)場(chǎng)工人數(shù)量。

　　在運(yùn)送至歐申賽德工廠所在地之前，所有模塊都使用圖爾克配線系統(tǒng)進(jìn)行建造。對(duì)48個(gè)使用Delta V控制的控制柜應(yīng)用了線段，每個(gè)控制柜至少包括兩個(gè)Foundation Fieldbus 和DeviceNet線段。這些線段使用圖爾克Foundation Fieldbus和DeviceNet快速斷開ITC（儀表盤式電纜）將大約95%的自動(dòng)化儀表與分布式控制系統(tǒng)相連。利用ITC電纜布線不僅比利用導(dǎo)管布線更快，而且占用的空間更少。

圖爾克提供的連接與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)能在Genentech工廠中的嚴(yán)酷沖洗環(huán)境下正常使用

　　控制柜內(nèi)還使用了兩個(gè)圖爾克DeviceNet高級(jí)I/O模塊（AIM）遠(yuǎn)程I/O站。AIM站和Foundation Fieldbus接線塊安裝在工藝設(shè)備上，并連至控制柜中的網(wǎng)絡(luò)。AIM站可以接受16個(gè)分立式I/O點(diǎn)，每個(gè)DeviceNet線段最多支持63個(gè)AIM站。許多線段都沒有完全利用到最大I/O容量，為將來擴(kuò)展預(yù)留空間。FF接線塊可以接受每線段10~12個(gè)模擬儀表或閥門控制器。

　　由于使用標(biāo)準(zhǔn)控制柜設(shè)計(jì)，施工成本得以降低，控制柜制作也變得容易。DeviceNet和Foundation Field-bus技術(shù)的實(shí)施減少了調(diào)試所需的配線數(shù)量，因而縮小了控制柜尺寸并降低了成本。在加工廠進(jìn)行配線極大地減少了必須在工廠執(zhí)行的配線工作，從而大幅縮短了施工與啟動(dòng)時(shí)間。使用Foundation Fieldbus的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該系統(tǒng)配備了資產(chǎn)管理工具，因此調(diào)試速度更快。

　　如今，NIMO工廠擁有16000只以上儀表，包括7291臺(tái)Foundation Fieldbus設(shè)備和1230臺(tái)DeviceNet設(shè)備，還有圖爾克的AIM站。圖爾克產(chǎn)品符合IP67環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，因此無需把防水柜封閉起來以抵御沖洗環(huán)境（圖2），這是制藥企業(yè)建造中的又一重要考慮因素。

　　初步設(shè)計(jì)中使用圖爾克連接產(chǎn)品的決定為隨后的施工和調(diào)試工作以及三次工廠修改提供了極大的便利。工廠先后在2003年和2005年變更所有權(quán)，必須進(jìn)行修改以適應(yīng)完全不同的產(chǎn)品。如果采用傳統(tǒng)硬連線控制系統(tǒng)，緊張的工期和有限的預(yù)算必定會(huì)成為嚴(yán)重的問題，但I(xiàn)TC電纜和快速連接解決方案的靈活性使這些變更得以按時(shí)完成。

　　儀表與控制（I&C）承包商Dynalectric的控制系統(tǒng)工程師Joe Hohn說：“第一次修改時(shí)，我們只是使用現(xiàn)有配電網(wǎng)和干線按照新工藝的要求重新安置儀表。電纜的連接和斷開很方便。成本相當(dāng)?shù)停Y(jié)果則是一流水平。如果不是圖爾克連接產(chǎn)品，重新配線的成本將高出很多。”

　　“如果直到調(diào)試才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，成本將會(huì)大幅上升。”Hohn解釋說：“我們希望指定能夠保證安裝成本較低的最高質(zhì)量產(chǎn)品，以便保護(hù)我們自己。”NIMO工廠初步調(diào)試的進(jìn)展速度非常快，其中一個(gè)主要因素就是圖爾克提供的優(yōu)質(zhì)電纜，調(diào)試期間沒有發(fā)生任何連接故障或電纜性能低劣導(dǎo)致的意外延遲。

　　Hohn繼續(xù)說道：“對(duì)于我們這樣的交鑰匙承包商，安裝成本是最重要的因素。當(dāng)然還有其它一些因素，但是圖爾克電纜使控制網(wǎng)絡(luò)的安裝和調(diào)試變得非常快捷、輕松，系統(tǒng)的最終成本得以大幅降低。與采用傳統(tǒng)配線的如此大項(xiàng)目相比，我們包括調(diào)試在內(nèi)的安裝成本只有其六分之一左右。”更令人驚訝的是，Dynalectric技術(shù)人員從未遇到圖爾克產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)量問題。Hohn說道：“我不知道他們的質(zhì)保計(jì)劃如何，也不知道他們?cè)谀睦镅b配這些產(chǎn)品，但我看到的是100%的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。”