隨著工業(yè)4.0浪潮的到來(lái),現(xiàn)代自動(dòng)化和機(jī)器概念也越來(lái)越多地開(kāi)始采用模塊化設(shè)計(jì),這讓分布式I/O的解決方案也逐漸成為用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。
如何幫助用戶以更少的成本向機(jī)器智能分布化邁進(jìn)?圖爾克帶有Codesys控制器的緊湊型HMI/PLC系統(tǒng)和其堅(jiān)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(gè)任務(wù)提供了足夠的應(yīng)用可能,將智能直接引入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之中。TBEN-L-PLC還能用作協(xié)議轉(zhuǎn)換器,可自如轉(zhuǎn)換CANopen或SAEJ1939,與各種以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議,實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)有設(shè)備與現(xiàn)代化以太網(wǎng)工廠相連。
緊湊型PLC在自動(dòng)輸送系統(tǒng)的應(yīng)用
圖爾克TURCK的自動(dòng)化用戶AsbreukService,是一家總部位于荷蘭恩斯赫德的特殊機(jī)器制造商,其在食品及飲料行業(yè)搬運(yùn)項(xiàng)目上擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
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?xiàng)l生產(chǎn)商,配備了全自動(dòng)的模塊化自動(dòng)輸送統(tǒng)系統(tǒng)。有別于傳統(tǒng)的由許多不同的第三方卡車(chē)直接從生產(chǎn)基地運(yùn)輸產(chǎn)品的方式,Asbreuk公司為客戶打造了可容納多達(dá)4萬(wàn)個(gè)托盤(pán)的中央倉(cāng)庫(kù),采用往復(fù)運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行自動(dòng)化的產(chǎn)品運(yùn)輸。
物流運(yùn)輸卡車(chē)在薯?xiàng)l工廠及距其1公里外的巨大中央冷藏庫(kù)之間往返,每半小時(shí)發(fā)車(chē)一次。貨物托盤(pán)裝載完全自動(dòng)化進(jìn)行,整個(gè)過(guò)程僅需要不到2分鐘。產(chǎn)品直接從現(xiàn)代化的中央冷藏庫(kù)中開(kāi)始配送。從當(dāng)?shù)氐闹髁鬟B鎖餐廳到超級(jí)市場(chǎng),所有的客戶都從這個(gè)中央冷藏庫(kù)中獲得產(chǎn)品的供應(yīng)配送。
井然有序的物料運(yùn)輸不禁讓人聯(lián)想到曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)的模擬城市系列游戲中的情景。也許唯一不同的,只是在現(xiàn)實(shí)中工作人員是坐在運(yùn)輸卡車(chē)的方向盤(pán)前發(fā)出裝載指令。在這個(gè)自動(dòng)化的冷鏈運(yùn)輸方案中,Asbreuk公司既是卡車(chē)運(yùn)輸服務(wù)的提供商,同時(shí)還負(fù)責(zé)中央倉(cāng)庫(kù)運(yùn)營(yíng)及與之相關(guān)的輸送設(shè)備和系統(tǒng)配備。
Asbreuk Service系統(tǒng)每小時(shí)可輕松處理兩輛卡車(chē)的裝載
駕駛員按下按鈕即可啟動(dòng)從ATL區(qū)域到冷藏卡車(chē)的全自動(dòng)托盤(pán)輸送
堅(jiān)固的分布式控制模塊
作為短距離貨物運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵所在,Asbreuk公司對(duì)其自動(dòng)裝卸系統(tǒng)進(jìn)行了分段式模塊化的設(shè)計(jì)。這個(gè)如同樂(lè)高積木一樣模塊化設(shè)計(jì)的系統(tǒng),能夠根據(jù)客戶的業(yè)務(wù)需求靈活地進(jìn)行模塊化的補(bǔ)充和安裝。而輸送托盤(pán)的內(nèi)部物流系統(tǒng)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(tǒng)相比,新的輸送系統(tǒng)不僅安裝更簡(jiǎn)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(xiàn)場(chǎng)總線或者以太網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)一根通訊電纜和一根電源電纜,就可將I/O級(jí)與控制器連接,而不必連接多根獨(dú)立電纜到控制柜。Asbreuk公司表示,這可實(shí)現(xiàn)“巨大的成本節(jié)省,尤其是在需要使用特殊電纜的冷藏庫(kù)區(qū)域內(nèi)。”輸送機(jī)系統(tǒng)電源僅需布設(shè)在4個(gè)位置。圖爾克帶Codesys 3控制器的IP67模塊負(fù)責(zé)分配各個(gè)位置的電源,并通過(guò)串口進(jìn)行連接。一旦安裝完成,這些模塊就能檢測(cè)到其相鄰模塊,從而確定其在整個(gè)系統(tǒng)中的位置。通過(guò)圖爾克TBEN-L-PLC,每個(gè)機(jī)器模塊都裝備控制器,可作為主站或者從站運(yùn)行,從而確定每個(gè)模塊的位置。由于這些模塊可以在需要時(shí)安裝在不同位置或不同配置中,使這些現(xiàn)代化的輸送機(jī)系統(tǒng)元件可以得到長(zhǎng)期反復(fù)利用。
每個(gè)傳送設(shè)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(huán)境下正常運(yùn)行
堅(jiān)固可靠的高性能控制器
得益于堅(jiān)固可靠且完全密封的外殼,圖爾克TBEN-L-PLC特別適用于移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域。它具有良好的抗振動(dòng)和抗沖擊性能,符合IP65/67/69K防護(hù)等級(jí)。從-40°C到+70°C的擴(kuò)展溫度范圍,使IP67TBEN-L-PLC可在低至-25°C的薯?xiàng)l中央冷藏庫(kù)環(huán)境下正常使用。
“對(duì)我們而言,控制器在低至-30°C下與不同總線系統(tǒng)通信的能力非常重要。” Asbreuk公司董事長(zhǎng)Marco Asbreuk說(shuō)道,“圖爾克TBEN-L-PLC能夠完全滿足我們的需求。”
整套自動(dòng)往復(fù)運(yùn)輸系統(tǒng)包括3個(gè)區(qū)域:自動(dòng)卡車(chē)裝載系統(tǒng) (ATL)和其他直接從生產(chǎn)線末端開(kāi)始的內(nèi)部物流系統(tǒng)一起安裝在工廠。輸送線路上的產(chǎn)品運(yùn)輸,則由裝配有鏈條驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)的特殊卡車(chē)進(jìn)行搬運(yùn)。當(dāng)卡車(chē)到達(dá)中央冷藏倉(cāng)庫(kù)后,駕駛員只需按下駕駛室中的按鈕來(lái)啟動(dòng)托盤(pán)自動(dòng)卸載系統(tǒng)即可完成裝卸。與此同時(shí),生產(chǎn)基地的兩排裝載區(qū)域再次裝載產(chǎn)品。駕駛員通過(guò)智能手機(jī)App可以同時(shí)看到2個(gè)地點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),從而了解運(yùn)輸?shù)淖钚逻M(jìn)程。
井然有序的自動(dòng)輸送機(jī)系統(tǒng)
在冷凍炸薯?xiàng)l生產(chǎn)商的工廠中,Asbreuk公司為32個(gè)線路組件分別配備了獨(dú)立的控制器。這些組件包括輸送帶和輥道式輸送機(jī)控制以及托盤(pán)檢驗(yàn)。激光傳感器用來(lái)檢查托盤(pán)是否過(guò)寬,判斷包裝是否存在錯(cuò)誤。系統(tǒng)將結(jié)果寫(xiě)入條碼標(biāo)簽后,自動(dòng)移除相應(yīng)的托盤(pán)。傳感器和掃描儀與圖爾克PLC進(jìn)行連接通訊,而另一個(gè)更高級(jí)別的TBEN-PLC則通過(guò)CAN總線來(lái)控制系統(tǒng)移除托盤(pán)。
帶有3個(gè)輸送方向的輸送機(jī)設(shè)備會(huì)將獨(dú)立的托盤(pán)從常規(guī)線路輸送至緩沖裝置,每個(gè)方向都要求具有獨(dú)立的RS485端口,而這一切僅需要一個(gè)圖爾克I/O模塊即可滿足。超緊湊的TBEN-S-2COMI/O模塊在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)Profinet直接將串口連接至控制器,同時(shí)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(gè)輸送機(jī)都知道何時(shí)需要輸送托盤(pán)。
當(dāng)有其他工作流程需要加入現(xiàn)有過(guò)程時(shí),工作人員可通過(guò)2個(gè)模塊化的分布式操作面板控制不同的輸送段,從而實(shí)現(xiàn)受控停止或運(yùn)行備用線路等不同功能。
圖爾克的FEN20設(shè)備可以使控制臺(tái)的開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)總線傳輸
由于系統(tǒng)中的其他信號(hào)點(diǎn)(例如控制臺(tái)中的按鈕執(zhí)行器)需要額外的輸入和輸出接口,工程師在控制柜中設(shè)置安裝了3個(gè)IP20I/O模塊,圖爾克的FEN20-16DXP多協(xié)議模塊可在短時(shí)間內(nèi)讓開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)總線傳輸?shù)娇刂破鳌.?dāng)然,F(xiàn)EN20模塊的使用并不只局限于連接控制臺(tái)的I/O信號(hào)。它不僅可為控制柜提供額外輸入輸出信號(hào),并可與自動(dòng)卡車(chē)裝載系統(tǒng)(ATL)的主控制器進(jìn)行通信。
用于手動(dòng)控制的2個(gè)控制柜包含圖爾克FEN20多協(xié)議模塊,可以擴(kuò)展輸入和輸出的信號(hào)數(shù)量
隨著市場(chǎng)的不斷發(fā)展,短距離大批量輸送的需求日益增長(zhǎng)。而靈活性高且長(zhǎng)期可靠的、針對(duì)所有機(jī)器組件的模塊化輸送理念將成為應(yīng)用的關(guān)鍵。 Asbreuk公司已經(jīng)開(kāi)始考慮下一步動(dòng)作,為了獲得100%產(chǎn)品可追溯性,未來(lái)大批量實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的傳輸將越來(lái)越頻繁。而圖爾克I/O模塊在自驅(qū)動(dòng)拖車(chē)、無(wú)人運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的應(yīng)用也將有著更大的發(fā)展空間。
作為工業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程的一部分,圖爾克幫助用戶使現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備能夠適應(yīng)數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)、高度靈活生產(chǎn)的挑戰(zhàn),為現(xiàn)有機(jī)器和工廠如何在工業(yè)4.0發(fā)展所帶來(lái)的更高效率、更高透明度的生產(chǎn)中獲益的提供了參考。
摘自《自動(dòng)化博覽》2020年4月刊