方寸之间，大有可为 — 已有项目中惊人的空间节省
在将自动化流程集成到现有产线时，机械制造商常常面临一个两难困境：既要满足严苛的功能要求，又要应对极为有限的安装空间。专业机械制造商 Nordfels 在开发一款独特包装应用时，便遭遇了这一挑战。最终，该公司在倍福 MX-System 及其所实现的混合架构切换中找到了理想解决方案。如今，驱动控制系统和 48 V 电源被分散布置在运动发生的位置，从而有效缩小了控制柜体积，进而压缩了整套系统的尺寸。
奥地利北部上奥地利州的巴特莱昂费尔登（Bad Leonfelden），素以疗愈泉水与温泉闻名 — 这一传统可追溯至 17 世纪。如今，这座小镇又多了一张名片：高性能机械制造。当地企业 Nordfels 在其中扮演着关键角色 — 作为复杂自动化解决方案的技术合作伙伴，该公司始终积极部署前沿技术。
Nordfels 的服务领域广泛，涵盖铝材与钢材加工、食品与制药，以及汽车和包装应用等多个行业。“我们的客户来自许多不同领域，但他们有两个共同点：大多位于本地区，且依赖自动化程度极高的精密生产流程。”Nordfels 自动化部门主管 Bernhard Hartl 解释道。这一背景使公司具备了将专业知识转化为满足不同需求的卓越能力。“我们非常擅长将自动化技术映射到我们所服务的任何工业领域。”负责电气设计与控制柜规划的 Matthias Mitterlehner 补充道，“倍福技术是贯穿我们所有应用的一条主线，这使得我们能够专注于同一个自动化合作伙伴，也意味着我们熟悉他们的产品体系，从而大幅加快方案落地的进程。”
已有项目面临的挑战
粉末涂料供应商 TIGER Coatings 正在推进的一个项目，生动地展示了新技术如何突破改造项目中物理空间的限制。具体而言，该项目涉及一台自动封箱机，旨在替代原先的人工操作流程。该系统从灌装工站接收装有粉末涂料涂料袋的纸箱，随后全自动完成下游全部工序：从内袋封口、封箱，到称重、贴标与码垛。“该项目还包含了多个质保环节。”项目经理 Hannes Stöllner 说道，“例如，我们有一个名为‘Powder Thief’的装置，在包装过程中自动采样，以验证每批粉末涂料的颜色是否准确。”TIGER 的目标远不止于此：端到端联网和实时数据传输、高度模块化、自适应流程（含智能质保与协作机器人码垛）— 每一项都是硬指标。此外，新设备还必须集成到现有产线极为有限的空间中。
为了解决这一目标冲突，Nordfels 选择了倍福的 MX-System — 一套可扩展、模块化的无控制柜自动化解决方案。“对我们而言，它为按逻辑功能组仅需思考、并在硬件外壳中加以实现提供了理想的基础。”Matthias Mitterlehner 表示，“自动化技术被精确地部署在设备中实际执行动作的位置。”Nordfels 为 TIGER 的系统采用了混合方案。尽管设备仍保留一个控制柜，但尺寸已较传统方案缩减超过一半。整个驱动控制系统和 48 V 电源从控制柜中移出，直接布置到工艺流程中。从技术上讲，这得益于两个独立的 MX-System 单元：一个位于封箱机的下部结构中，另一个置于上部结构中。设备的下部用于输送纸箱，而经防尘处理的上部则容纳了用于内袋封口与封箱的精密机电一体化组件。
驱动技术封装于分布式单元中
在此应用中，两套 MX-System 作为分布式驱动单元运行。除了提供控制功能外，它们还集成了电源模块、供电单元、制动电阻及 I/O。上部底板为 12 个伺服轴供电，驱动多轴龙门架等机构。下部则控制另外 10 个用于输送与搬运系统的轴。Nordfels 一直采用单电缆自动化（OCA）技术集成电机，仅需一根电缆和标准化混合型连接器即可同时实现供电、EtherCAT 通信及传输反馈信号。控制柜侧的接口同样极为精简，两套 MX-System 各仅需一个接入点，便可容纳 400 V AC 电源、24V DC 及 EtherCAT。封箱机几乎所有轴都由 AM8000 系列电机驱动，确保系统行为的一致性。“我们甚至将部分气动轴替换为伺服轴，因为终端客户 TIGER 极为重视能效。”Hannes Stöllner 解释道。系统中同样无缝集成了安全架构，轴所需的安全功能直接通过 MX-System 与 FSoE 实现。
控制柜内的其余自动化组件同样值得关注：一台 CX5330 嵌入式控制器 承担集中式设备控制任务。一台 C6030 超紧凑型工业 PC 则用作为边缘服务器。基础设施软件包、系统可视化及其它软件方案（如用于基于 AI 的质保系统）均在采用容器架构的虚拟化环境中运行。采集到的数据通过 REST API 无缝集成到上层的 ERP 系统中。通过 TwinCAT 和 EtherCAT 端子模块，倍福提供了从 EtherCAT、PROFINET 到 IO-Link、OPC UA 等所有必要的横向与纵向集成接口。一台安装臂安装式 CP39xx 控制面板作为 HMI 部署在设备上。
技术带来竞争优势
对于 Nordfels 而言，选择 MX-System 既是战略决策，也是技术判断。“我们为自己的自动化解决方案设定了高标准，这意味着当倍福一旦推出新技术时，我们总能率先采用。”Bernhard Hartl 说道。由于该项目启动时 MX-System 尚属全新方案，Nordfels 与倍福专家展开了紧密合作。配置工作使用 MX-System Designer 工具完成，该工具还可自动生成零件清单、CAD 数据及 EPLAN 宏。“该工具为我们后续的调整提供了快速实现的路径。”倍福奥地利分公司的MX-System产品专家 Thomas Oberreiter 证实道。未来，该工具还将推出基于 Web 的平台，支持用户独立规划分布式解决方案及 TwinCAT 系统配置。“这将大幅减少规划与项目配置的工作量。”Thomas Oberreiter 说道。对于 Nordfels 的软件开发团队而言，一项关键优势在于：无论硬件部署于控制柜中还是以 MX-System 形式呈现，TwinCAT 中的项目规划始终保持一致。这种一致性表明，传统控制柜与 MX-System 共存并非特例 — 恰恰相反，它是融合两者优势的最佳实践，且无需任何额外的工程投入。
未来蓝图
TIGER Coatings 公司的封箱机充分展示了分布式自动化如何破解设备制造领域的诸多难题。其投资成本与传统解决方案持平，却为终端用户创造了巨大的附加价值：大幅节省空间、无需额外空调配套的坚固设计、卓越的能效表现，以及便捷高效的维护流程。
“未来，我们还希望在其它技术与经济性上都可行的应用场景中采用分布式架构。”Matthias Mitterlehner 总结道。Nordfels 目前已在评估封箱机的下一步升级方案：将自动化系统完全迁移至 MX-System，并集成边缘服务器。“完全摆脱控制柜的设备方案令我们振奋不已，因此选择这条技术路线可谓顺理成章。”Bernhard Hartl 展望道，“我们的目标是保持线性增长，从而在未来能够尽早采用新技术 — 这一策略与我们的成功法则高度契合。而倍福卓越的创新文化，正是帮助我们实现这一目标的理想合作伙伴。”
