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2021年11月18日

模块化和开放式控制技术助力提升包装机开发效率和灵活性

基于 PC 的控制技术为包装线自动化提供整体解决方案

意大利 ESN 集团专为包装生产线的自动化提供集成式解决方案,包括生产车间内的标签、包装、码垛和搬运产品。公司在其发展的每个阶段都信赖倍福的控制技术和驱动技术,相信其开放性、灵活性和高质量标准是满足现代模块化设备制造要求的理想选择。他们也非常重视从第一个项目开始时与倍福建立的密切合作关系。

ESN 集团是一家典型的新兴企业:ESN(工程服务网络)四年前才在意大利北部的特雷维格里奥成立,由几家专业的合伙企业组成,这些企业将他们丰富的专业知识和应用经验都带到了集团里。他们提供定制化的交钥匙包装解决方案,主要包括各种用于食品、化工、制药、宠物食品和矿物油行业的贴标、初级包装和次级包装、码垛和搬运的机器模块。

ESN 集团 CEO Glauco Cima: “从技术角度来看,倍福自动化解决方案在质量、模块化设计、紧凑性和支持所有通用市场标准的开放性方面都是 ESN 在市场上找到的最佳选择。”
ESN 集团 CEO Glauco Cima: “从技术角度来看,倍福自动化解决方案在质量、模块化设计、紧凑性和支持所有通用市场标准的开放性方面都是 ESN 在市场上找到的最佳选择。”

专注于中低速机器领域

“我们的目标是专为中低速机器领域的客户提供服务,这一细分市场借助现代自动化技术为实现创新和性能改进提供了充足的空间。”ESN 联合创始人兼 CEO Glauco Cima 解释道。

ESN 的理念表现在对“后道”一词的特殊解释上:包装过程不应该被视为是将几个机器模块串联起来,而应该是一个模块化的集成式系统,能够通过传统的自动化系统和现代化的 OT/IT 架构组合传输操作相关的详细信息。“很多公司只是简单地将几台单独的机器组合起来,但这种方法会导致轮班和生产管理系统丢失对生产线的管理和性能至关重要的宝贵信息。”Glauco Cima 在阐述基本问题时解释道。

ESN 的后道设备设计方案包括最终包装过程所需的所有方面:

  • 贴标和合适的控制
  • 产品质量控制
  • 搬运
  • 码垛
  • 次级包装
  • 托盘控制
  • 托盘编码和可追溯性

“在我们的方案中,重要的是对每个工艺流程的综合管理,为终端客户提供他们所需的所有实时信息,并将其整合到生产环境的其它部分。像这样一个可变的设计方案需要自动化技术,它同样具有模块化性、开放性和灵活性。因此,倍福基于 PC 的控制技术是实现这一切的最佳解决方案。”Glauco Cima 在强调模块化解决方案时说道。

技术供应商和自动化合作伙伴

“我们对其他供应商的系统非常熟悉,但我们要寻找一个简单、可靠且开放的解决方案。”Glauco Cima 指出。传统 PLC 在一开始就被排除在外。但还有另一个方面需要考虑:“作为一家新兴企业,尤其是在创业初期,我们需要寻找到一家具有活力的合作伙伴,而倍福就是(现在也是)最有活力的公司之一。不仅在技术创新和市场开拓方式方面如此,而且在给比如 ESN 这样需要处理特殊项目和满足特殊需求的公司提供支持方面也是如此。”ESN 集团总经理说道。

据 Glauco Cima 介绍,从技术角度来看,倍福自动化解决方案在质量、模块化性、紧凑性和开放性方面都是 ESN 在市场上找到的最佳选择。他们还将设备制造商的自动化理念和包装行业典型的运动控制需求完美结合于一体。“我还应该指出,我们与倍福的合作从一开始就非常紧密,这种信任程度对我们来说非常重要。”ESN 集团总经理充满热情地说道。“我们的项目只使用倍福的自动化技术,从驱动器到分布式 I/O,从 TwinCAT 自动化软件到操作界面面板。”

合伙企业将各自的专业技术带到 ESN 集团,并利用倍福的技术和组件打造与现代 OT/IT 环境无缝对接的定制化后道解决方案
合伙企业将各自的专业技术带到 ESN 集团,并利用倍福的技术和组件打造与现代 OT/IT 环境无缝对接的定制化后道解决方案

用于实现模块化设备的模块化系统

在 ESN 典型的后道设计方案中,每个模块都使用一台面板型 PC 作为控制器 — 适合控制柜安装的 CP27xx 多点触控版本或 CP67xx 单点触控“经济型”版本。Glauco Cima 解释道:“我们决定将所有的组件组合成一个模块化系统,即包装线的终端看上去像一个由紧凑的面板型 PC 组成的网络,它们之间互相通信,以获取最大的性能、可追溯性和质量控制。如果没有这种模块化设计方案,就很难以高性价比的方式,轻松实现这一目标。”

整个 ESN 自动化解决方案都基于 TwinCAT 软件,它也支持质量控制应用,如机器视觉系统。例如,TwinCAT 具备的良好开放性意味着它也可以集成使用 C++ 或 Python 开发的外部项目。控制架构可以根据不同的规范要求,处理通过 EtherCAT 端子模块或端子盒连接的几乎无限数量的 I/O 数据点。如果需要,也可以通过 EtherCAT 耦合器 EK1100 无缝集成第三方控制器。这种系统开放性使得生产线的扩展无需更换自动化设备,这对 ESN 项目来说至关重要。倍福的紧凑型驱动技术也得到了大量应用,比如 EL72xx 系列伺服电机端子模块和 AM81xx 系列伺服电机,以及用于驱动 AM8000 伺服电机的 AX5000 伺服驱动器。这就是单电缆技术(OCT)的用武之地,它可以显著减少布线和安装工作。

EtherCAT 的高性能和基于 PC 的控制技术带来更多优势,例如,ESN 因此能够开发一种创新的抓手快速更换系统,通过在运行期间短时中断 I/O 信号的方式减少生产线停机时间。

设备调试时间“破纪录”

倍福产品种类丰富、多样化,这也缩短了项目的开发和实施时间,Glauco Cima 解释道:“这对于能够提供基于标准化架构的定制解决方案来说非常重要。”这一理念同样也已被应用于机械和电气设备部件。因此,ESN 在开始设计时就要求采用模块化设计方案;只有在最后阶段,才会根据具体的工艺专门定制生产线。倍福基于 PC 的控制也为实施这一设计理念做出了重要贡献,Glauco Cima 证实道:“他们的自动化风格与我们自己的理念完全契合,并为在所有项目的开发中准确遵循这种方法提供了合适的模块化平台。”

智能模块化成为必须

Glauco Cima 认为,这个设计方案无可取代:“包装行业与所有依赖先进技术的行业一样,正在发生着日新月异的变化。”他相信,在未来几年,设备的机械零件的重要性将会减弱。企业内部的约束与限制以及“结构性壁垒”将日益消失,生产必须是灵活、可编程的。因此,模块化将成为设备的基本特征。“而在所有应用中,如果机械零部件阻碍了这样的方法,电子元器件和重新编程将能够消除或至少规避这一缺陷。倍福提供的技术非常适合用于实现此目标,但它们的全部潜力仍未得到充分利用。”Glauco Cima 说道。

因此,可以说,ESN 集团的未来发展将离不开倍福对技术创新的执着与坚持。“我们从一开始就选择倍福,主要也是因为他们的持续创新精神,而现在,我们仍然确信倍福是我们理想的合作伙伴,并且在将来会与我们一直保持着良好的合作关系。”他在肯定集团与倍福的这种战略伙伴关系时说道。