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2024年3月20日

塑料与包装的完美结合 — 一致、高效的过程控制

专家访谈:塑料和包装行业的自动化协同效应

倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制和驱动技术是一种通用解决方案,可以跨越行业和应用的界限。这个统一且可扩展的自动化平台具有许多优点,包括集成、开放的 EtherCAT 通信以及开发、服务和仓储方面的简化操作。在此次访谈中,行业专家 Christian Gummich 和 Frank Würthner 深入探讨了塑料包装行业的设备制造商和最终用户如何紧密合作,以充分利用这些优势。

Beckhoff Automation 全球包装行业经理 Frank Würthner:“尤其是终端客户,他们越来越注重选择能够为所有行业提供解决方案的同一家自动化供应商。”
Beckhoff Automation 全球包装行业经理 Frank Würthner:“尤其是终端客户,他们越来越注重选择能够为所有行业提供解决方案的同一家自动化供应商。”

基于 PC 的控制技术是一项通用型技术,凭借其出色的性能表现和价值体验得到了用户的广泛认可,尤其是在具有挑战性的包装行业领域。倍福解决方案为典型的包装生产线提供了哪些优势?

Frank Würthner:重要的是系统的一体化性,也就是说,我们可以使用 TwinCAT 软件实现整台设备的工艺映射。基于 PC 的控制技术的响应和处理速度非常快,是满足苛刻的行业需求的理想选择。现场总线采用的是高性能的 EtherCAT 通信系统。倍福凭借其机电一体化产品和创新技术,如 XTS 和 XPlanar 智能输送系统,将继续对设备制造理念产生重大影响。

基于 PC 的控制技术在塑料机械领域同样具有重要意义。主要包括哪些方面呢?

Christian Gummich其出色的性能,以及基于 PC 的开放式自动化技术理念,可以帮助我们的客户开发出自己的创新产品。我们的控制平台具有灵活的可扩展性,因此用户可以根据系统需求和客户需求选择合适的控制系统。

除了技术能力之外,深入了解行业的专业知识有何重要性?是什么让倍福脱颖而出?

Frank Würthner:对于自动化企业来说,具备全面的行业专业知识至关重要。这种深入的了解使他们能够更好地理解设备制造商的项目需求。这样,自动化企业不仅能够更好地为设备制造商提供支持,而且还能够为他们提供最合适的解决方案。

Christian Gummich:我完全同意。行业专业知识非常重要。只有具备深厚的应用知识,才能够与客户进行有意义的对话,全面了解他们的需求。反之,这对于正确调整开发方向也至关重要,并可对未来产生积极影响。我们根据客户需求,为塑料机械领域开发了一款基于 TwinCAT 3 开发环境的 Plastic Framework 软件解决方案。该框架提供了专为塑料应用量身定制的附加 HMI 和 PLC 功能,使客户能够无缝集成我们的跨技术产品,如电动轴和液压轴。此外,它还包含行业专用的 HMI 控件和带示例代码的程序模板,以缩短开发时间。

基于 PC 的控制技术的通用性简化了跨行业自动化解决方案的实施。因为包装机械和塑料机械通常是紧密相连的,尤其是在综合生产流程方面。这种端到端的控制方案对于包装和塑料机械这类通常在综合生产过程中紧密关联的行业来说有何影响?

Christian Gummich:因素有很多:从跨应用或跨部门的整体外观设计,到在开发和服务中始终使用 EtherCAT 和 TwinCAT 等更大但不可见的因素,它们都给客户带来了诸多好处。

Frank Würthner:尤其是包装行业领域,它与流程工业、印刷以及塑料机械等行业之间存在着密切的联系和相互影响。我们解决方案的主要优势之一就是倍福能够满足各个垂直行业的需求,并具备相应的专业知识,同时又可以始终依托同样可靠的技术基础。其中突出的方面正如我们提到的高性能 EtherCAT 现场总线和我们的 TwinCAT 软件工具,它们可以被视为自动化领域模块化、全方位的“瑞士军刀”。

Beckhoff Automation 塑机行业经理兼液压产品经理 Christian Gummich:“只有具备深厚的应用知识,才能够与客户进行有意义的对话,全面了解他们的需求。”
Beckhoff Automation 塑机行业经理兼液压产品经理 Christian Gummich:“只有具备深厚的应用知识,才能够与客户进行有意义的对话,全面了解他们的需求。”

它们可为设备制造商和终端客户带来哪些优势?

Frank Würthner:主要优势依然在于 TwinCAT,因为有了它后,软件团队只需接受一个系统的培训。这样就可以将所需的投资降到最低,即员工可以根据需要在其它领域提供支持,而无需进行大量的培训。

Christian Gummich:组件可以跨应用和跨部门使用,因此除了培训优势之外,它在供应链和库存管理方面也有很大优势,从而为采购和维护带来了进一步的优势。当然,还有技术方面的优势:EtherCAT 作为一种端到端解决方案,避免了使用多种不同的通信协议,而这些通信协议可能只能在有限的范围内协同工作,并且需要员工在培训、调试和维护方面投入大量精力。EtherCAT 还可用于集成子系统。

Frank Würthner:没错,我们发现终端客户现在越来越重视集成能力,尤其是在涉及到维护时,集成能力尤为重要。因此,终端客户越来越注重选择能够为所有行业提供解决方案的同一家自动化供应商。

从技术角度来看,倍福的软件和硬件产品都可满足各种性能等级需求,通用的 EtherCAT 通信以及包括 XTS 和 XPlanar 等创新产品在内的不断发展的产品组合,给终端客户带来了哪些好处?

Christian Gummich:全面的解决方案以及将各种创新产品深度集成到同一个开发环境中的方法是成功的关键,尤其可为终端客户带来优势。机器视觉解决方案、MX-System 无控制柜自动化解决方案以及 ATRO 模块化工业机器人等最新的创新产品极大地丰富了倍福的产品线,开辟了全新的应用可能性,再结合工业 PC、运动控制和 I/O 等成熟产品,可以帮助终端客户极大地简化工作流程。因此,以前通常需要外部集成的功能现在也可以映射到 TwinCAT 中。

Frank Würthner:倍福的创新产品特别受到最终用户的关注。例如,一些大型品牌制造商越来越认识到,XTS 磁驱柔性输送系统可以显著优化产品的输送流程。因此,他们要求设备制造商提供这种性能等级的设备功能,从而加快了这些创新技术在设备设计中的应用。

基于 PC 的包装设备控制解决方案

倍福基于 PC 的 TwinCAT 控制系统具有丰富的针对包装机械领域的功能,优势显著。以下是一些主要的例子:

  • TwinCAT MC3:新一代运动控制软件产品显著的特点是采用模块化架构并支持多核技术和多任务并行处理
  • OMAC PackML:TwinCAT 提供 OMAC PACKML PLC 应用程序库,可以方便地访问标准的 PackML(Packing Machine Language)语言
  • 规避碰撞:通过 TwinCAT 3 Collision Avoidance (TF5410) ,可在多个轴进行直线和/或平移运动时主动规避碰撞。这个功能还可用于在直线运动中以受控方式让轴自动排队,例如在使用 XTS 产品输送系统时
  • PLCopen 功能块:TwinCAT 提供多种符合 PLCopenc 标准的运动控制功能块,可快速、轻松地实现各种运动控制任务

TwinCAT Plastic Framework

TwinCAT Plastic Framework 提供了塑料机械自动化所需的所有软件功能,并集成了重要的行业专用和定制的控制功能以及 HMI 控件。它包括四个组件:

  • TwinCAT 3 Plastic Processing Framework (TF8540) :该软件库汇集了倍福在塑料机械控制领域积累多年的专业知识,将重要的行业专用控制功能无缝集成到大家所熟悉的 TwinCAT 环境中。它用于实现塑料加工中基于软件的全面温度控制,包括一个专门为处理塑料应用中响应迟滞的控制回路而设计的软件温度控制器。
  • TwinCAT 3 Plastic HMI Framework (TF8550):该软件库是专门为塑料行业开发的 TwinCAT HMI 软件包,能够以极少的开发工作量实现可视化和全功能的 HMI 应用。可以配置用于挤出机、吹塑机和注塑机的可视化图形对象
  • TwinCAT 3 Plastic Technology Functions (TF8560):该软件包包括经过机器项目验证的、预开发的标准功能块,适用于塑料机械中常见的运动控制应用。这些运动控制功能已经准备好与 TwinSAFE 相结合,构成集成式安全解决方案,同时支持通过集成的仿真功能进行直观的轴调试和虚拟调试
  • TwinCAT 3 PLC Plastic Application:该应用程序由 HMI 和 PLC 项目组成,包含了将通用技术转化为特定轴的功能以及挤出机、吹塑机和注塑机工艺的应用程序代码