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隨著工業4.0浪潮的到來，現代自動化和機器概念也越來越多地開始采用模塊化設計，這讓分布式I/O的解決方案也逐漸成為用戶關注的焦點。

如何幫助用戶以更少的成本向機器智能分布化邁進？圖爾克帶有Codesys控制器的緊湊型HMI/PLC系統和其堅固可靠的IP67BlockI/O解決方案提供了自己的答案。

圖爾克緊湊型IP67控制器為自主控制多個任務提供了足夠的應用可能，將智能直接引入現場設備之中。TBEN-L-PLC還能用作協議轉換器，可自如轉換CANopen或SAEJ1939，與各種以太網和現場總線協議，實現將現有設備與現代化以太網工廠相連。

緊湊型PLC在自動輸送系統的應用

圖爾克TURCK的自動化用戶AsbreukService，是一家總部位于荷蘭恩斯赫德的特殊機器制造商，其在食品及飲料行業搬運項目上擁有豐富的經驗。

不久前，Asbreuk公司為荷蘭阿姆斯特丹附近的一家知名冷凍炸薯條生產商，配備了全自動的模塊化自動輸送統系統。有別于傳統的由許多不同的第三方卡車直接從生產基地運輸產品的方式，Asbreuk公司為客戶打造了可容納多達4萬個托盤的中央倉庫，采用往復運輸車進行自動化的產品運輸。

物流運輸卡車在薯條工廠及距其1公里外的巨大中央冷藏庫之間往返，每半小時發車一次。貨物托盤裝載完全自動化進行，整個過程僅需要不到2分鐘。產品直接從現代化的中央冷藏庫中開始配送。從當地的主流連鎖餐廳到超級市場，所有的客戶都從這個中央冷藏庫中獲得產品的供應配送。

井然有序的物料運輸不禁讓人聯想到曾經風靡一時的模擬城市系列游戲中的情景。也許唯一不同的，只是在現實中工作人員是坐在運輸卡車的方向盤前發出裝載指令。在這個自動化的冷鏈運輸方案中，Asbreuk公司既是卡車運輸服務的提供商，同時還負責中央倉庫運營及與之相關的輸送設備和系統配備。

Asbreuk Service系統每小時可輕松處理兩輛卡車的裝載

駕駛員按下按鈕即可啟動從ATL區域到冷藏卡車的全自動托盤輸送

堅固的分布式控制模塊

作為短距離貨物運輸的關鍵所在，Asbreuk公司對其自動裝卸系統進行了分段式模塊化的設計。這個如同樂高積木一樣模塊化設計的系統，能夠根據客戶的業務需求靈活地進行模塊化的補充和安裝。而輸送托盤的內部物流系統采用的正是圖爾克TBEN-L-PLC緊湊型IP67模塊。與集中式的控制系統相比，新的輸送系統不僅安裝更簡單便捷，還能顯著減少布線成本，提高模塊的使用率。

只需要使用現場總線或者以太網系統布設一根通訊電纜和一根電源電纜，就可將I/O級與控制器連接，而不必連接多根獨立電纜到控制柜。Asbreuk公司表示，這可實現“巨大的成本節省，尤其是在需要使用特殊電纜的冷藏庫區域內。”輸送機系統電源僅需布設在4個位置。圖爾克帶Codesys 3控制器的IP67模塊負責分配各個位置的電源，并通過串口進行連接。一旦安裝完成，這些模塊就能檢測到其相鄰模塊，從而確定其在整個系統中的位置。通過圖爾克TBEN-L-PLC，每個機器模塊都裝備控制器，可作為主站或者從站運行，從而確定每個模塊的位置。由于這些模塊可以在需要時安裝在不同位置或不同配置中，使這些現代化的輸送機系統元件可以得到長期反復利用。

每個傳送設備都安裝有控制器：圖爾克的TBEN-L-PLC可直接安裝在輸送線路上并在-25°C的環境下正常運行

堅固可靠的高性能控制器

得益于堅固可靠且完全密封的外殼，圖爾克TBEN-L-PLC特別適用于移動設備領域。它具有良好的抗振動和抗沖擊性能，符合IP65/67/69K防護等級。從-40°C到+70°C的擴展溫度范圍，使IP67TBEN-L-PLC可在低至-25°C的薯條中央冷藏庫環境下正常使用。

“對我們而言，控制器在低至-30°C下與不同總線系統通信的能力非常重要。” Asbreuk公司董事長Marco Asbreuk說道，“圖爾克TBEN-L-PLC能夠完全滿足我們的需求。”

整套自動往復運輸系統包括3個區域：自動卡車裝載系統 (ATL)和其他直接從生產線末端開始的內部物流系統一起安裝在工廠。輸送線路上的產品運輸，則由裝配有鏈條驅動輸送機的特殊卡車進行搬運。當卡車到達中央冷藏倉庫后，駕駛員只需按下駕駛室中的按鈕來啟動托盤自動卸載系統即可完成裝卸。與此同時，生產基地的兩排裝載區域再次裝載產品。駕駛員通過智能手機App可以同時看到2個地點的實時數據，從而了解運輸的最新進程。

井然有序的自動輸送機系統

在冷凍炸薯條生產商的工廠中，Asbreuk公司為32個線路組件分別配備了獨立的控制器。這些組件包括輸送帶和輥道式輸送機控制以及托盤檢驗。激光傳感器用來檢查托盤是否過寬，判斷包裝是否存在錯誤。系統將結果寫入條碼標簽后，自動移除相應的托盤。傳感器和掃描儀與圖爾克PLC進行連接通訊，而另一個更高級別的TBEN-PLC則通過CAN總線來控制系統移除托盤。

帶有3個輸送方向的輸送機設備會將獨立的托盤從常規線路輸送至緩沖裝置，每個方向都要求具有獨立的RS485端口，而這一切僅需要一個圖爾克I/O模塊即可滿足。超緊湊的TBEN-S-2COMI/O模塊在現場通過Profinet直接將串口連接至控制器，同時可以滿足RS485端口需求。借助與傳感器和相連的TBEN-L-PLC模塊，每個輸送機都知道何時需要輸送托盤。

當有其他工作流程需要加入現有過程時，工作人員可通過2個模塊化的分布式操作面板控制不同的輸送段，從而實現受控停止或運行備用線路等不同功能。

圖爾克的FEN20設備可以使控制臺的開關信號通過總線傳輸

由于系統中的其他信號點（例如控制臺中的按鈕執行器）需要額外的輸入和輸出接口，工程師在控制柜中設置安裝了3個IP20I/O模塊，圖爾克的FEN20-16DXP多協議模塊可在短時間內讓開關信號通過總線傳輸到控制器。當然，FEN20模塊的使用并不只局限于連接控制臺的I/O信號。它不僅可為控制柜提供額外輸入輸出信號，并可與自動卡車裝載系統（ATL）的主控制器進行通信。

用于手動控制的2個控制柜包含圖爾克FEN20多協議模塊，可以擴展輸入和輸出的信號數量

隨著市場的不斷發展，短距離大批量輸送的需求日益增長。而靈活性高且長期可靠的、針對所有機器組件的模塊化輸送理念將成為應用的關鍵。 Asbreuk公司已經開始考慮下一步動作，為了獲得100%產品可追溯性，未來大批量實時現場數據的傳輸將越來越頻繁。而圖爾克I/O模塊在自驅動拖車、無人運輸等環節的應用也將有著更大的發展空間。

作為工業生產數字化進程的一部分，圖爾克幫助用戶使現有機器設備能夠適應數字化聯網、高度靈活生產的挑戰，為現有機器和工廠如何在工業4.0發展所帶來的更高效率、更高透明度的生產中獲益的提供了參考。

摘自《自動化博覽》2020年4月刊