基于 PC 的控制技術助力優化薄膜和紙張加工設備的積木式系統

在數小時內實施一臺設備并使用它來制造產品樣品 — 來自新澤西州費爾菲爾德的設備制造商 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對其系統進行了更新，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。這家專業的設備制造商主要客戶來自美國的醫療設備制造、加工和包裝領域以及為這些市場提供服務的設備制造商。AZCO 在柔性卷材的送料、切割和放置領域占有一席之地，提供很多可輕松集成到工藝中的模塊。“我們的目標是打造滿足客戶獨特需求的標準化產品，這也是 AZCO 的強項。最近，我們通過倍福的控制技術對 Building Blocks of Automation 設備進行了更新，將設備的性能提升到了一個新的水平。”公司創始人兼總裁 Andy Zucaro 說道。

用于薄膜和紙張加工設備的 Building Blocks of Automation 系統讓客戶能夠選擇安裝在 Smartframe 標準框架上的專用模塊。客戶只需將電源、以太網和空氣供給裝置連接到模塊上即可開始生產。客戶可以根據新的產品、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備包含 17 個模塊：幾個材料放卷模塊，傳感器用于當卷筒直徑發生變化時的張力控制，一個產品累加器用于在切割前將材料從間歇運動轉換到連續運動，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計設備。我們只需要從我們的標準組件中進行選擇，并將它們安裝在 Smartframe 上。”Andy Zucaro 解釋說道。

AZCO 的 Building Blocks of Automation 提供各種標準模塊，用于實現軋制、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，注意到我們為參加展會組裝的演示設備。通過使用我們 Smartframe 上的這些標準模塊，他們能夠在短短兩個小時內生產出產品樣品，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

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。這些設備需要能夠連接到現有的生產線或其它設備，即需要與各種現場總線進行通信。此外，控制組件必須位于 Smartframe 緊湊外殼內。“通過 Building Blocks of Automation，我們能夠盡可能多地對組件進行預編程和預配置，這樣我們就不必在日后重新設計和重新測試。” 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我們的程序，操作人員可以輕松地從 HMI 打開或關閉它們。”但公司舊版的 PLC 和網絡技術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計。”倍福的應用系統工程師 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，實現各種通信選項。EtherCAT 的熱插拔功能也有助于實現 Building Blocks of Automation 解決方案；工程師只需通過標準的 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，其余模塊仍能繼續工作。

CP6606 經濟型面板型 PC 用作 HMI 和設備控制器，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 端子模塊實現新的集成功能安全之外，AZCO 還使用 EtherCAT 耦合器 EK1100 將 I/O 網段連接至設備控制器。

CP6606 經濟型面板型 PC 用于模塊控制。這些結構緊湊的設備配備 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備重復使用代碼，進一步實現模塊化設計。

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。