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背景

汽車工業的快速發展和高速公路的迅速普及對輪胎的安全性、耐用性和舒適性都提出了更高的要求。要達到上述性能要求，輪胎生產企業不僅要優化輪胎生產技術，更需配備先進的裝備。

在大數據、工業物聯網等新興技術的推動下，輪胎制造裝備正朝著數字化和智能化的方向快速發展。輪胎成型機作為輪胎制造的重要設備之一，其智能化控制水平決定了輪胎的產品質量、工藝參數和生產效率等多方面指標。此外，隨著輪胎行業人工成本的持續升高，輪胎制造商也希望采用高度自動化和智能化的制造裝備，以降低人工成本。

某機械裝備制造企業創建于2009年，專注于汽車輪胎制造機械行業，在半鋼一次法成型機領域處于國內領先水平。為改變高端一次法輪胎成型機高度依賴進口的市場格局，該企業希望開發一款新型智能化半鋼子午胎一次法成型機。新機型將設計得更加緊湊、高效且易于維護，以幫助輪胎制造商提高輪胎產品品質，實現降本增效。

挑戰

輪胎成型機是輪胎生產的核心裝備，用于將半成品部件按工藝要求組合成輪胎胎胚。新機型由供料部分、成型貼合鼓、帶束貼合鼓、物料傳遞環、滾壓成型以及機械臂6個部分組成。

為了打造出真正的智能化輪胎成型機，該企業希望自動化控制解決方案供應商可以從新機型的設計階段就深入參與其中。這要求自動化供應商具有很強的技術實力，并擁有全面可靠的自動化、數字化、網絡化和智能化的系統和產品。

為縮短開發周期，加快產品上市，新機型的自動化控制系統和產品需要高度集成，并具有很強的擴展性，軟件易于編程、調試和故障診斷。

此外，作為一款面向全球市場的產品，自動化供應商的品牌影響力和全球化能力也是企業關注的重點。

解決方案

基于客戶對系統的集成度以及成型機出胎速度的高要求，羅克韋爾自動化為該企業量身定制了基于新一代大型控制器ControlLogixL82E和新一代Kinetix5700伺服驅動系統的全以太網控制解決方案。

集成多種控制策略的Logix控制器和Studio 5000編程平臺將邏輯控制、運動控制和驅動控制等在同一軟件環境中實現。設備開發人員不再需要掌握多個編程軟件環境，學習更加簡單，大大縮短了設備的開發時間。通過采用高效未經修改的EtherNet/IP工業以太網，整個系統的集成也變得非常簡單。在該方案中羅克韋爾自動化所提供的產品具備如下特點：

·ControlLogixL82E控制器：新一代高性能大型可編程控制器，集成高速以太網端口，能提供高達1000M的網絡通信能力，支持高達80個以太網節點。

·Kinetix5700高性能伺服驅動器：共母線設計簡化了安裝和接線；雙軸模塊大大減小了所需的安裝空間；Kinetix 5700和ControlLogix控制器可以在Studio 5000平臺上無縫連接。

·單電纜VPL電機：動力電纜和編碼器反饋電纜合二為一，極大地提高了電纜敷設的效率。

·PowerFlex525變頻器：模塊化設計和自動設備組態減少了維護所需時間和人工。

·EntherNet/IP工業以太網：基于CIP的標準工業以太網，便于系統集成。

·設備級以太網環網（DLR）設計：DLR提高了網絡的可用性和可靠性，支持網絡單故障點快速恢復及故障點診斷。

效果

一人值守智能化生產，單胎生產只需40秒，最新一代智能化半鋼子一次輪胎法成型機如期投入市場，并顯示出了高超的“身手”。

羅克韋爾自動化提供的全以太網輪胎成型機解決方案充分滿足了客戶易于編程、高度集成的要求，加速了產品上市，幫助客戶搶占市場先機。通過性能強大的控制器配合高精度的伺服驅動器，輪胎生產的精度和速度大大提高，單胎生產時間從60秒縮短到40秒，生產效率提高了30%左右。新機型僅在換料期間需要人工干預，實現了高度的自動化和智能化操作，節約了人工成本。

羅克韋爾自動化采用未經修改的EtherNet/IP工業網絡將整個控制系統連接起來，實現了智能的可維護控制系統。系統可以實時監控輪胎成型機的運行狀態，實時識別故障，減少非計劃停機時間。企業可以利用工廠運行中收集到的實時數據改進系統的運行效率，提高產量和收益，降低廢品和返工率。

該企業對羅克韋爾自動化在新機型開發過程中提供的技術支持十分滿意。羅克韋爾自動化多控制策略的控制器、可擴展的硬件平臺和統一的軟件編程平臺，幫助該企業縮短了輪胎成型機的開發和調試時間，提高了設計效率。目前，該機型已經將羅克韋爾自動化的方案作為標準配置。

該機型的推出改變了高端一次法成型機依賴進口的市場格局，對中國橡膠機械高端裝備業的發展具有里程碑式的意義。未來，羅克韋爾自動化愿支持更多輪胎裝備制造企業，開發高效、智能、安全、環保的高端裝備，共同開啟輪胎裝備的智能新時代。

精彩觀點

PLC的未來發展趨勢

羅克韋爾自動化自動化及控制軟件事業部總經理梁琦

智能制造的趨勢賦予PLC這個“老兵”新的使命。集成架構Integrated Architecture是羅克韋爾自動化的核心控制平臺，通過控制與信息的融合，提高機器性能，實現全廠最優化及可持續生產。Logix控制引擎是集成架構的核心，可適應最嚴苛的應用需求，提供強大的控制解決方案。2019年2月推出的CompactLogix 5480 是一款具備至強算力，融合了實時控制、數據分析、高安全性的全新一代高性能控制器。該控制器集成了IoT操作系統，實現在機器層級采集實時數據，有助于減少數據記錄的時間延遲。讓用戶在信息源頭實時查看，并可上傳發送到企業云端。

而在本地運行Windows應用程序的能力可以減少配置工業現場的單獨電腦，節省空間和成本。最重要的是Windows操作系統和Logix 控制引擎各自獨立運行，無論操作系統發生任何中斷，均不會影響機器運行和工廠生產，真可謂部署工業物聯網的一件利器。增強的安全性是新一代控制系統的必備技能。以CompactLogix 5480 為例，其具備多項“防身秘技”：數字簽名和固件加密，基于許可證的內容保護，基于控制器的變更檢測和記錄，基于角色的程序和程序塊的訪問控制，成為應對工業安全威脅的“鋼鐵俠”。

未來控制系統的另一項新技能來自人工智能（AI）。羅克韋爾自動化全新推出了FactoryTalk Analytics LogixAI 模塊，可直接安裝在PLC控制機架內，將數據分析和機器學習從云端前置到邊緣端，完美的將Logix 的實時控制，擴展到對運行數據的采集存儲、挖掘處理、分析預測。借助人工智能技術，利用設備提供的數據檢測生產異常，預測可能出現的故障，并及時提醒進行必要的調查或干預，從而減少非計劃停機，改善生產流程。

FactoryTalk Analytics LogixAI模塊通過算法模型提高了預測性分析的易用性，其內置的用戶自定義模塊能夠扮演數據專家的角色，協助制定更明智的生產決策，提前解決可能出現的產品質量問題并保護過程完整性。例如，該模塊可以幫助操作員發現攪拌機等設備中可能影響產品質量或導致停機的性能偏差。又如，在食品工業中，一般需要由工人讀取食品的濕度等數據來分析產線狀況。該模塊可用作虛擬傳感器，通過分析生產線上噴霧器、烘干機和燃燒器等設備的變量對測量值進行虛擬預測，并在人機界面或儀表板上配置報警，通知可能存在的問題。

自動化和信息化技術是推動世界發展，拓展人類社會一切可能的重要催化劑。未來的PLC及其系統平臺，將幫助用戶構建更加智能、高效、安全、可擴展的工業控制系統，實現OT、IT、IIoT的融合。正如羅克韋爾自動化的全新的品牌承諾，將人的想象力與機器智能相結合，通過工業智能和連接協作，營造一個安全環保、節能高效的環境，助力各行業、各種規模的企業提升制造效率和靈活性，降低成本，節約能源。

摘自《自動化博覽》2019年6月刊