基于 PC 的控制技術(shù)助力優(yōu)化薄膜和紙張加工設(shè)備的積木式系統(tǒng)

在數(shù)小時內(nèi)實施一臺設(shè)備并使用它來制造產(chǎn)品樣品 — 來自新澤西州費爾菲爾德的設(shè)備制造商 AZCO 展示了這是如何做到的。用于送料、切割和放置柔性材料的設(shè)備模塊的組合使用最大限度地減少了工程工作。AZCO 使用倍福的模塊化且可精確擴展的控制技術(shù)對其系統(tǒng)進行了更新，將 Building Blocks of Automation 解決方案的性能提升到一個新的水平。

AZCO 自成立以來，就一直將靈活性作為公司的核心競爭力。這家專業(yè)的設(shè)備制造商主要客戶來自美國的醫(yī)療設(shè)備制造、加工和包裝領(lǐng)域以及為這些市場提供服務(wù)的設(shè)備制造商。AZCO 在柔性卷材的送料、切割和放置領(lǐng)域占有一席之地，提供很多可輕松集成到工藝中的模塊。“我們的目標(biāo)是打造滿足客戶獨特需求的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，這也是 AZCO 的強項。最近，我們通過倍福的控制技術(shù)對 Building Blocks of Automation 設(shè)備進行了更新，將設(shè)備的性能提升到了一個新的水平。”公司創(chuàng)始人兼總裁 Andy Zucaro 說道。

用于薄膜和紙張加工設(shè)備的 Building Blocks of Automation 系統(tǒng)讓客戶能夠選擇安裝在 Smartframe 標(biāo)準(zhǔn)框架上的專用模塊。客戶只需將電源、以太網(wǎng)和空氣供給裝置連接到模塊上即可開始生產(chǎn)。客戶可以根據(jù)新的產(chǎn)品、材料或工藝需求，移除、添加或重新排列這些模塊。AZCO 最近為一家大型終端用戶提供的設(shè)備包含 17 個模塊：幾個材料放卷模塊，傳感器用于當(dāng)卷筒直徑發(fā)生變化時的張力控制，一個產(chǎn)品累加器用于在切割前將材料從間歇運動轉(zhuǎn)換到連續(xù)運動，一個分切機和橫切刀，以及一個層壓工位。“若要提供這么多的功能，大部分公司都必須重新開始設(shè)計設(shè)備。我們只需要從我們的標(biāo)準(zhǔn)組件中進行選擇，并將它們安裝在 Smartframe 上。”Andy Zucaro 解釋說道。

AZCO 的 Building Blocks of Automation 提供各種標(biāo)準(zhǔn)模塊，用于實現(xiàn)軋制、層壓、切割等卷材加工功能。

Zucaro 舉了另一個例子來說明這種出色的靈活性所帶來的好處：“事實上，有一位客戶來我們辦公室開會，注意到我們?yōu)閰⒓诱箷M裝的演示設(shè)備。通過使用我們 Smartframe 上的這些標(biāo)準(zhǔn)模塊，他們能夠在短短兩個小時內(nèi)生產(chǎn)出產(chǎn)品樣品，而他們在來之前甚至沒有計劃做任何東西。”

靈活和可擴展的控制技術(shù)

保持 Building Blocks of Automation 固有靈活性的一個前提使用靈活的控制技術(shù)。這些設(shè)備需要能夠連接到現(xiàn)有的生產(chǎn)線或其它設(shè)備，即需要與各種現(xiàn)場總線進行通信。此外，控制組件必須位于 Smartframe 緊湊外殼內(nèi)。“通過 Building Blocks of Automation，我們能夠盡可能多地對組件進行預(yù)編程和預(yù)配置，這樣我們就不必在日后重新設(shè)計和重新測試。” AZCO 控制工程師 Krunal Padmani 說道。“我們希望通過使用分配給不同子組件的功能塊和子程序開發(fā)我們的程序，操作人員可以輕松地從 HMI 打開或關(guān)閉它們。”但公司舊版的 PLC 和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)難以為切換模塊提供足夠的能力。在此期間，Andy Zucaro 想起了倍福基于 PC 的控制器，他在參加 2018 年漢諾威工業(yè)博覽會時曾看到過這種控制器。“集成式控制理念與 Building Blocks of Automation 非常契合，具有相似的靈活和模塊化設(shè)計。”倍福的應(yīng)用系統(tǒng)工程師 Matt Kleven 說道。

倍福可以為客戶提供各種性能強大且靈活的 EtherCAT I/O 模塊，實現(xiàn)各種通信選項。EtherCAT 的熱插拔功能也有助于實現(xiàn) Building Blocks of Automation 解決方案；工程師只需通過標(biāo)準(zhǔn)的 RJ45 接口將任何模塊插入到 CU1128 EtherCAT 集線器中即可。熱插拔還允許在其中一塊模塊被移除時，其余模塊仍能繼續(xù)工作。

CP6606 經(jīng)濟型面板型 PC 用作 HMI 和設(shè)備控制器，安裝在每個只有 18x18 英寸的電氣柜上。

電氣柜中有多個 EtherCAT 組件，包括 8 通道數(shù)字量輸入端子模塊 EL1859 和單通道輸出端子模塊 EL2521。“輸出端子模塊支持高達 24 V DC 的脈沖串功能，非常適合用于操控多個第三方直流伺服電機。”Krunal Padmani 解釋說道。除了通過 TwinSAFE 端子模塊實現(xiàn)新的集成功能安全之外，AZCO 還使用 EtherCAT 耦合器 EK1100 將 I/O 網(wǎng)段連接至設(shè)備控制器。

CP6606 經(jīng)濟型面板型 PC 用于模塊控制。這些結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)備配備 7 英寸觸摸屏，搭載時鐘頻率為 1 GHz 的 ARM Cortex?-A8 處理器以及 1 GB DDR3 內(nèi)存。每臺 CP6606 都正面朝上安裝在 18×18 英寸的電氣柜頂部，支持 Building Blocks of Automation 的分布式模塊化方案。TwinCAT 3 自動化軟件讓工程師能夠輕松為每臺新設(shè)備重復(fù)使用代碼，進一步實現(xiàn)模塊化設(shè)計。

滿足未來需求的清晰遷移路徑

“我們目前使用了 TwinCAT 軟件平臺中的 PLC、HMI 和運動控制功能，未來，我們計劃為客戶提供額外的通信選項，如 OPC UA、MQTT 和 AMQP。”Krunal Padmani 說道。