包裝生產(chǎn)線對柔性化的呼聲越來越高，在柔性化的實(shí)現(xiàn)過程中，伺服控制系統(tǒng)將起到什么樣的作用？我刊特邀了羅克韋爾自動化自動控制及信息產(chǎn)品集團(tuán)產(chǎn)品鐘銳華為讀者詮釋這一實(shí)現(xiàn)過程。
包裝行業(yè)工業(yè)化進(jìn)程中，制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化和多樣化，多樣化乃至個(gè)性化的需求進(jìn)一步加劇了市場競爭，為了降低生產(chǎn)成本，包裝企業(yè)紛紛考慮建立柔性化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)企業(yè)柔性化制造少不了的伺服控制系統(tǒng)給予支持。
實(shí)現(xiàn)包裝生產(chǎn)線柔性化的幾個(gè)因素
在包裝生產(chǎn)線的發(fā)展中，控制與集成產(chǎn)品/技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。
1．為了實(shí)現(xiàn)更高速、更柔性化的生產(chǎn)目標(biāo)，傳統(tǒng)上由機(jī)械部件完成的功能現(xiàn)在越來越多的是由伺服系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。比如，電子凸輪和電子齒輪取代機(jī)械凸輪和齒輪，多軸之間無須“硬/機(jī)械”連接的高精度同步。因此，包裝生產(chǎn)線不僅需要聯(lián)鎖控制，還需要快速高精度的伺服控制。能同時(shí)滿足以上功能的集成控制器/系統(tǒng)將比獨(dú)立PLC+獨(dú)立伺服控制器的控制方案在編程、調(diào)試和維護(hù)等各方面都為用戶帶來更多好處。
2．為了實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，要求包裝生產(chǎn)線中的各工藝段設(shè)備相互之間緊密耦合，要求包裝生產(chǎn)線和其他生產(chǎn)線相互聯(lián)動。由于不同控制器分別控制不同工藝段或者生產(chǎn)線，這就帶來了不同控制器之間相互協(xié)調(diào)的問題。因此，包裝協(xié)會用戶組織（OMAC/PACML）提出了對象封裝的結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器狀態(tài)管理功能，相應(yīng)地，集成這一功能的控制系統(tǒng)可以保證用戶以更少的時(shí)間和成本實(shí)現(xiàn)整線、甚至整廠生產(chǎn)的協(xié)同。
3．實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，還意味著控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)該集成與工廠生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的雙向通訊的能力。也就是說，從訂單池生成及生產(chǎn)調(diào)度管理軟件中的生產(chǎn)控制指令要能及時(shí)地傳遞給包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)；并且，包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)將運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)狀態(tài)要能及時(shí)地送回給生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。
4．為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)更大化和系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間更少化，越來越多的用戶也意識到能夠支持模塊帶電插拔、診斷信息快速獲取和網(wǎng)絡(luò)化集中維護(hù)管理的包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)所具有的價(jià)值和好處。
的伺服控制系統(tǒng)成為
對于快速、高柔性化的包裝生產(chǎn)線，羅克韋爾自動化的Kinetix集成伺服控制系統(tǒng)正成為越來越多用戶的。Kinetix由Logix多功能控制器以及通過標(biāo)準(zhǔn)SERCOS光纖聯(lián)網(wǎng)的K6000、Ultra或者PowerFlexS系列伺服驅(qū)動裝組成。Kinetix具有以下好處：
1．Logix多功能控制器，集成了伺服控制（MotionPlanner）、順序控制和過程控制。這意味著用戶在一個(gè)開發(fā)環(huán)境中就可以同時(shí)開發(fā)PID、伺服以及順控，不再像其他系統(tǒng)那樣要獨(dú)立的伺服控制器和PLC，也不需要再考慮PLC和伺服控制器相應(yīng)處理間的數(shù)據(jù)交換通訊,大大節(jié)約了時(shí)間、提高了效率。單一Logix控制器zui大可實(shí)現(xiàn)32軸的伺服控制，并且，多個(gè)Logix控制器可以在同一控制背板上實(shí)現(xiàn)對于更多軸的協(xié)同控制，也可以通過Synclink或IEC61158EtherNet/IP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大范圍、分布式協(xié)同控制（>254軸）。
2．Logix多功能控制器，采用基于“對象”的數(shù)據(jù)自動內(nèi)存管理方式，控制編程“所見即所得”，不再需要像使用PLC那樣要考慮內(nèi)存分配和管理，程序清晰易讀，相應(yīng)的文檔工作也大大減少。同樣，伺服裝置、IO及現(xiàn)場設(shè)備（本地或者通過DeviceNet、ControlNet及EtherNet/IP工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接）的參數(shù)、狀態(tài)及診斷信息等等可以被控制編程直接使用。而且，用戶可通過任意一點(diǎn)直接或者遠(yuǎn)程接入，透過上述網(wǎng)絡(luò)，訪問、組態(tài)并維護(hù)Kinetix系統(tǒng)中的所有設(shè)備。
3．內(nèi)置“PhaseManager“的Logix多功能控制器支持包裝協(xié)會用戶組織（OMAC/PACML）提出的對象封裝的結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器狀態(tài)管理功能。簡單組態(tài)功能塊，用戶不僅可以實(shí)現(xiàn)簡單明了的單一機(jī)器管理，還可方便地實(shí)現(xiàn)整線不同控制器的協(xié)同。
4．Kinetix集成相關(guān)軟件，不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控一體化，支持標(biāo)準(zhǔn)OPC等實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，還能直接實(shí)現(xiàn)與多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫如SQLSever,Oracle等等或者ERP系統(tǒng)如SAP等的快速、穩(wěn)定的雙向數(shù)據(jù)傳遞。對于用戶而言，無須任何軟件開發(fā)或者程序編寫，只是簡單地進(jìn)行圖形化組態(tài)即可。
5．模塊化、系列化的Kinetix，可以根據(jù)控制規(guī)模和性能要求的不同，為應(yīng)用“量身定制”性價(jià)比更優(yōu)化的包裝生產(chǎn)線解決方案。例如，大型ControlLogix和中型CompactLogix控制器可供用戶選擇；不同電壓等級、不同功率大小、不同擴(kuò)展模塊個(gè)數(shù)的K6000、Ultra或者PowerFlexS系列伺服裝置可供用戶選擇；機(jī)架式1756IO、無機(jī)架1769CompactIO、集成端子排的1794FlexIO/1734PointIO和IP67防護(hù)等級的1738ArmorPointIO可供用戶選擇（可通過DeviceNet、ControlNet或者EtherNet/IP實(shí)現(xiàn)IO就地分散布置）。
伺服控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的兼容
在對包裝OEM和整條生產(chǎn)線的改造與提升方面，Kinetix具有很好地與傳統(tǒng)系統(tǒng)兼容能力。用戶可以采取直接整體更換或者分階段逐步替換的方案，比如，局部替換PLC控制器、局部替換PLC控制器及IO或者局部替換伺服控制系統(tǒng)等等。因?yàn)椋珻ontrol Logix機(jī)架通訊背板本身就是智能化通訊路由平臺，可插入任意多個(gè)通訊模塊（僅受物理槽架數(shù)量限制），即可連接相應(yīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備。通訊模塊種類齊備，支持當(dāng)前所有的主流工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)接入
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