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案例頻道★德國倍福自動化有限公司
總部位于德國奧爾登堡的SEALPAC GmbH是全球領先的食品包裝設備制造商，他們發現工廠以前配備的自動化技術已經達到性能極限。倍福基于PC的開放、集成式控制系統解決方案不僅幫助SEALPAC公司提升了生產速度，而且還對其工程和設備操作進行了各種優化，僅用了14個月時間就實現了全面轉換。
SEALPAC的項目經理Thomas Hegeler證實，基于PC的控制和驅動技術實施速度非常快：“整個包裝周期的控制系統，包括安全應用，只用了6個月時間就完成了轉換，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備。我們已經為各種包裝設備配備了這一方案，包括我們的Amax系列托盤封口機，并將陸續更換其它設備類型中的控制技術。”Amax系列托盤封口機是高性能的全自動食品包裝設備，有多種性能等級可選。設備需要可靠地加工更輕質的可持續材料，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備技術，同時簡化設備的操作和維護。
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創建的可視化界面可以優化設備操作
SEALPAC提供各種食品包裝解決方案
基于PC的控制技術助力提高生產效率
基于PC的控制技術具有良好的開放性和集成性，最重要的是，它是久經實踐驗證的控制和驅動系統，為提高設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備類型的完整設備方案。而我們當時具備的技術無法實現這一目標。基于PC的控制技術顯著縮短了實施時間，減少了集成工作。”
基于PC的控制技術可以根據具體的應用需求精確擴展，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PC就已經足夠，但由于通過TwinCAT HMI實現了強大的HTML5可視化平臺，因此使用了一臺搭載Intel?CoreTMi5CPU的C6032超緊湊型工業PC。尤其是，可視化和設備數據處理對SEALPAC非常重要，Thomas Hegeler證實道：“這是我們的主要關注點，未來它肯定會導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、機器視覺和機器學習等功能實現所有控制任務。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PC的外觀，即可修改設備的設計。”
包裝設備對控制系統的性能要求很高，尤其是在運動控制方面。通過倍福基于EtherCAT的驅動技術，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，我們在產品研發方面可以直接與之聯系，這對我們來說是一個巨大的優勢。在復雜的驅動設計方面帶來顯著成效，大大縮短了開發時間。第二個方面是高質量和高性能的倍福驅動產品：AX8000多軸伺服系統和AM8000伺服電機。而我們以前使用的伺服技術在速度方面已經達到了極限。第三，我們需要更少的電機類型。配備AX8000系統后，我們的設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多軸伺服系統與AM8000動態伺服電機配套使用，確保高精度的產品包裝過程
方便的設備操作是一項重要標準
對SEALPAC來說，最佳的設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，小型設備使用15.6英寸顯示屏，大型系統則使用18.5英寸版本。Thomas Hegeler解釋說道：“高品質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設計，構成了我們在設備制造方面的明確質量標準。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，設備操作人員在選擇設備時已經擁有發言權。”
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上稍作調整即可實現這一點。此外，我們根據噴砂機外殼的外觀，即根據相應的顆粒大小，對包括不銹鋼安裝臂適配器在內的外殼進行了噴砂處理。”
足夠強大的計算能力是實現快速流暢可視化的基本前提，比如C6032超緊湊型工業PC就能滿足此需求。據Thomas Hegeler介紹，由于控制柜的空間總是很緊張，超緊湊型設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，為未來的系統擴展提供了靈活性，并且到目前為止，在應用中沒有出現過任何故障。
C6032超緊湊型工業PC為設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
在數據通信方面，倍福基于PC的控制技術也為SEALPAC帶來了許多應用優勢。系統具有良好的開放性，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設施等第三方組件輕松集成到控制系統中。EtherCAT通過它在實際應用中的出色表現，證明了它是市場上速度最快的工業以太網系統。
倍福基于EtherCAT的伺服驅動技術還從另一個方面簡化了設備的設計，Thomas Hegeler解釋道：“倍福的單電纜技術（OCT）顯著減少了布線時間和材料，設備外觀也更加干凈整潔。此外，電子銘牌大大簡化了調試工作。”定制化在該項目中也發揮了重要作用：“我們之前使用的電機通過兩根電纜以傳統方式進行連接，為了容易地放置在設備內，兩根電纜只能非常細。在與倍福的密切合作下，我們為單電纜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，我們還開發了一種可60度旋轉的電機連接插頭，可以節省額外的安裝空間。所有這些都對我們幫助很大。”
基于PC的控制技術為未來保駕護航
倍福始終堅持持續開發新的控制產品和技術，擴大產品線，滿足未來的設備需求，為客戶的投資額外提供安全可靠的保障。SEALPAC將對包括TwinCAT/BSD操作系統在內的倍福最新產品創新進行測試研究。它是一款兼容Unix的多核操作系統，用于TwinCAT3實時控制程序，并結合了Windows CE的低成本小體積優勢與主流Windows操作系統的眾多功能。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。”
摘自《自動化博覽》2024年5月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號