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★德國倍福自動化有限公司

總部位于德國奧爾登堡的SEALPAC GmbH是全球領(lǐng)先的食品包裝設(shè)備制造商，他們發(fā)現(xiàn)工廠以前配備的自動化技術(shù)已經(jīng)達到性能極限。倍福基于PC的開放、集成式控制系統(tǒng)解決方案不僅幫助SEALPAC公司提升了生產(chǎn)速度，而且還對其工程和設(shè)備操作進行了各種優(yōu)化，僅用了14個月時間就實現(xiàn)了全面轉(zhuǎn)換。

SEALPAC的項目經(jīng)理Thomas Hegeler證實，基于PC的控制和驅(qū)動技術(shù)實施速度非常快：“整個包裝周期的控制系統(tǒng)，包括安全應(yīng)用，只用了6個月時間就完成了轉(zhuǎn)換，這意味著我們只需一年多的時間即可開始向客戶交付包裝設(shè)備。我們已經(jīng)為各種包裝設(shè)備配備了這一方案，包括我們的Amax系列托盤封口機，并將陸續(xù)更換其它設(shè)備類型中的控制技術(shù)。”Amax系列托盤封口機是高性能的全自動食品包裝設(shè)備，有多種性能等級可選。設(shè)備需要可靠地加工更輕質(zhì)的可持續(xù)材料，同時還要確保加工的高效性、成本以及高精度。這就要求不斷提高設(shè)備技術(shù)，同時簡化設(shè)備的操作和維護。

定制的不銹鋼多點觸控控制面板（圖中所示的是用于A6max的CP3918）和使用TwinCAT HMI創(chuàng)建的可視化界面可以優(yōu)化設(shè)備操作

SEALPAC提供各種食品包裝解決方案

基于PC的控制技術(shù)助力提高生產(chǎn)效率

基于PC的控制技術(shù)具有良好的開放性和集成性，最重要的是，它是久經(jīng)實踐驗證的控制和驅(qū)動系統(tǒng)，為提高設(shè)備自動化的效率提供最合適的解決方案。Thomas Hegeler解釋了SEALPAC選擇倍福技術(shù)的主要原因：“我們需要端到端自動化，包括HMI，以提供一個支持各種設(shè)備類型的完整設(shè)備方案。而我們當(dāng)時具備的技術(shù)無法實現(xiàn)這一目標。基于PC的控制技術(shù)顯著縮短了實施時間，減少了集成工作。”

基于PC的控制技術(shù)可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求精確擴展，甚至能夠滿足更嚴格的要求。例如，對于托盤封口機來說，一臺搭載普通計算性能IntelAtom^?處理器的工業(yè)PC就已經(jīng)足夠，但由于通過TwinCAT HMI實現(xiàn)了強大的HTML5可視化平臺，因此使用了一臺搭載Intel^?Core^TMi5CPU的C6032超緊湊型工業(yè)PC。尤其是，可視化和設(shè)備數(shù)據(jù)處理對SEALPAC非常重要，Thomas Hegeler證實道：“這是我們的主要關(guān)注點，未來它肯定會導(dǎo)致對控制要求的提高。TwinCAT是一個簡單易用的模塊化軟件平臺，可以通過運動控制、HMI、機器視覺和機器學(xué)習(xí)等功能實現(xiàn)所有控制任務(wù)。此外還可以輕松擴展硬件，也就是說，在需要時，我們可以簡單地用C6032搭配性能更強大的處理器，無需改變工業(yè)PC的外觀，即可修改設(shè)備的設(shè)計。”

包裝設(shè)備對控制系統(tǒng)的性能要求很高，尤其是在運動控制方面。通過倍福基于EtherCAT的驅(qū)動技術(shù)，SEALPAC在以下三個方面獲得了巨大收益，Thomas Hegeler說道：“在與倍福專家合作后，我們在產(chǎn)品研發(fā)方面可以直接與之聯(lián)系，這對我們來說是一個巨大的優(yōu)勢。在復(fù)雜的驅(qū)動設(shè)計方面帶來顯著成效，大大縮短了開發(fā)時間。第二個方面是高質(zhì)量和高性能的倍福驅(qū)動產(chǎn)品：AX8000多軸伺服系統(tǒng)和AM8000伺服電機。而我們以前使用的伺服技術(shù)在速度方面已經(jīng)達到了極限。第三，我們需要更少的電機類型。配備AX8000系統(tǒng)后，我們的設(shè)備適用于世界各國電壓標準，包括日本的三相200V電壓標準，從而大幅減少庫存品類。”

AX8000多軸伺服系統(tǒng)與AM8000動態(tài)伺服電機配套使用，確保高精度的產(chǎn)品包裝過程

方便的設(shè)備操作是一項重要標準

對SEALPAC來說，最佳的設(shè)備操作性是他們選擇倍福的一個決定性因素。硬件使用的是倍福的定制化CP39xx不銹鋼多點觸控控制面板，小型設(shè)備使用15.6英寸顯示屏，大型系統(tǒng)則使用18.5英寸版本。Thomas Hegeler解釋說道：“高品質(zhì)的全高清多點觸控顯示器以及帶標簽和配套的按鈕擴展件的CI設(shè)計，構(gòu)成了我們在設(shè)備制造方面的明確質(zhì)量標準。由于圖形和動畫的使用越來越受歡迎，智能手機日益普及以及對人們操作習(xí)慣的改變，它們的重要性在未來肯定會大大增加。在某些場景下，設(shè)備操作人員在選擇設(shè)備時已經(jīng)擁有發(fā)言權(quán)。”

Thomas Kaiser介紹了控制面板上的一些定制功能：“其中一項要求是能夠輕松集成SEALPAC自己的RFID解決方案。只需在我們的標準外殼基礎(chǔ)上稍作調(diào)整即可實現(xiàn)這一點。此外，我們根據(jù)噴砂機外殼的外觀，即根據(jù)相應(yīng)的顆粒大小，對包括不銹鋼安裝臂適配器在內(nèi)的外殼進行了噴砂處理。”

足夠強大的計算能力是實現(xiàn)快速流暢可視化的基本前提，比如C6032超緊湊型工業(yè)PC就能滿足此需求。據(jù)Thomas Hegeler介紹，由于控制柜的空間總是很緊張，超緊湊型設(shè)計是公司決定選擇倍福的重要因素。C6032還配備了功能擴展接口，為未來的系統(tǒng)擴展提供了靈活性，并且到目前為止，在應(yīng)用中沒有出現(xiàn)過任何故障。

C6032超緊湊型工業(yè)PC為設(shè)備控制和強大的可視化提供足夠的計算能力

高速EtherCAT通信，高效的單電纜技術(shù)

在數(shù)據(jù)通信方面，倍福基于PC的控制技術(shù)也為SEALPAC帶來了許多應(yīng)用優(yōu)勢。系統(tǒng)具有良好的開放性，再加上倍福種類豐富的EtherCAT端子模塊，因此可以將閥島、變頻器和IT設(shè)施等第三方組件輕松集成到控制系統(tǒng)中。EtherCAT通過它在實際應(yīng)用中的出色表現(xiàn)，證明了它是市場上速度最快的工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)。

倍福基于EtherCAT的伺服驅(qū)動技術(shù)還從另一個方面簡化了設(shè)備的設(shè)計，Thomas Hegeler解釋道：“倍福的單電纜技術(shù)（OCT）顯著減少了布線時間和材料，設(shè)備外觀也更加干凈整潔。此外，電子銘牌大大簡化了調(diào)試工作。”定制化在該項目中也發(fā)揮了重要作用：“我們之前使用的電機通過兩根電纜以傳統(tǒng)方式進行連接，為了容易地放置在設(shè)備內(nèi)，兩根電纜只能非常細。在與倍福的密切合作下，我們?yōu)閱坞娎|電機連接電纜找到了一個類似的解決方案：由于電機不需要抱閘，因此可以省去兩根電纜引線，從而減小電纜直徑。此外，我們還開發(fā)了一種可60度旋轉(zhuǎn)的電機連接插頭，可以節(jié)省額外的安裝空間。所有這些都對我們幫助很大。”

基于PC的控制技術(shù)為未來保駕護航

倍福始終堅持持續(xù)開發(fā)新的控制產(chǎn)品和技術(shù)，擴大產(chǎn)品線，滿足未來的設(shè)備需求，為客戶的投資額外提供安全可靠的保障。SEALPAC將對包括TwinCAT/BSD操作系統(tǒng)在內(nèi)的倍福最新產(chǎn)品創(chuàng)新進行測試研究。它是一款兼容Unix的多核操作系統(tǒng)，用于TwinCAT3實時控制程序，并結(jié)合了Windows CE的低成本小體積優(yōu)勢與主流Windows操作系統(tǒng)的眾多功能。Thomas Hegeler說道：“TwinCAT/BSD盡管體積小，但性能很高，而且獨立于Windows，一些客戶出于安全等方面的考慮希望使用這款操作系統(tǒng)。”

摘自《自動化博覽》2024年5月刊