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Beckhoff Automation (Shanghai) Co., Ltd.

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高效、灵活且节约资源:基于 PC 的控制技术助力提升包装设备的自动化程度

倍福凭借其基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术,为高效、灵活和资源节约型包装设备提供控制解决方案。PC 控制平台是对速度和精度要求很高的应用的不二选择,非常适合用于同步所有工艺过程和运动控制流程。最重要的是,它可以提高工作效率,同时减少包装材料的消耗。例如,PC 控制平台可以快速、准确地识别到色标,这样就可以将泡罩包装密封在离产品更近的地方。

倍福的产品系列包含了高性价比包装解决方案所需的一切。所有控制和驱动组件都具有高度可扩展性,可以完全满足所有应用的性能要求。优化配置的硬件和软件接口以及实施每一工艺步骤中用到的丰富专业知识确保具有较高的工艺稳定性。诸如 XPlanar 和 XTS 智能产品输送系统等创新产品可以确保持久的竞争优势。对于食品、饮料、医药等行业中的包装应用,倍福可提供一个完整的采用“卫生型设计”的不锈钢控制解决方案,能够满足严格的卫生和洁净室要求。倍福自动化平台的另一个优点是,它支持通用的行业标准,如 EHEDG、OMAC 和 GMP。

由于倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术具有良好的开放性和连续性,不论是单机还是整条生产线,您都可以实现自动化。所有的步骤,如成型、填充、封口、贴标、理料、装箱和堆垛可以通过同一个平台进行编程和控制。
由于倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术具有良好的开放性和连续性,不论是单机还是整条生产线,您都可以实现自动化。所有的步骤,如成型、填充、封口、贴标、理料、装箱和堆垛可以通过同一个平台进行编程和控制。

倍福针对包装机械的技术亮点

倍福凭借其开放、模块化且可精确扩展的控制解决方案满足了包装机械行业对性能和成本效益方面的高要求。倍福可以提供种类多样的工业 PC 产品系列,以及所有性能类别和外形尺寸的控制面板和显示器,您可以针对您的特定类型的设备和/或生产线挑选出所需的组件。符合国际标准的实时通讯系统 EtherCAT 可以为所有组件(包括第三方供应商提供的组件)提供高性能。
倍福凭借其开放、模块化且可精确扩展的控制解决方案满足了包装机械行业对性能和成本效益方面的高要求。倍福可以提供种类多样的工业 PC 产品系列,以及所有性能类别和外形尺寸的控制面板和显示器,您可以针对您的特定类型的设备和/或生产线挑选出所需的组件。符合国际标准的实时通讯系统 EtherCAT 可以为所有组件(包括第三方供应商提供的组件)提供高性能。

基于 PC 的集成式控制系统:从一次包装到二次包装

随着人们生活水平的提高,人们对于产品质量和加工速度的要求不断提高,包装机械的复杂性也越来越高。越来越多的加工步骤必须互联互通,这意味着将设备快速、便捷地集成到包装生产线中变得越来越重要。再加上人们对产品个性化以及最小生产批量的需求也越来越强烈。在这样一个以性能为导向的行业中,灵活性、连接性和效率是企业能否持续成功的关键 — 从控制架构开始。

倍福基于 PC 的控制技术具有良好的开放性和高集成能力,可以实现单台包装机械和成套包装生产线的整个工艺链的自动化。所有的步骤,如成型、填充、封口、贴标、理料、装箱和堆垛可以通过同一个平台进行编程和控制。它还可以确保为包装系统必须迅速适应不断变化的要求或能够轻松适应新功能的应用场合提供很大的灵活性。现代处理器的高性能使得机器视觉系统和机器学习等复杂的自动化操作能够直接集成在控制系统中,而无需对系统做任何改动。开放的硬件和软件接口允许集成从传感器到云端的通讯。

作为基于 PC 的控制技术的专家,倍福可以提供能够互相协作并具有高可扩展性的硬件和软件组件,以确保其智能输送系统始终以最高性能运行。与 XTS 系统一样,XPlanar 基于无拖线动子原理,可以单独移动,并且具有出色的精度。传输平面模块可以自由拼接成任意形状,并能够在六个自由度上平稳、无接触运行。
作为基于 PC 的控制技术的专家,倍福可以提供能够互相协作并具有高可扩展性的硬件和软件组件,以确保其智能输送系统始终以最高性能运行。与 XTS 系统一样,XPlanar 基于无拖线动子原理,可以单独移动,并且具有出色的精度。传输平面模块可以自由拼接成任意形状,并能够在六个自由度上平稳、无接触运行。

XTS XPlanar 智能产品输送系统助力优化包装机械

XTS 磁悬浮输送系统用途广泛,已在包装机械市场上有较高的知名度。随着 XPlanar 平面磁悬浮输送系统的推出,倍福朝着实现产品输送的最大灵活性迈出了下一步。与 XTS 系统一样,XPlanar 基于无拖线动子原理,可以单独移动,并且具有出色的精度。传输平面模块可以自由拼接成任意形状,并能够在六个自由度上平稳、无接触运行。由于这些输送系统配备的都是独立可控的动子,拓扑结构灵活,可以采用全新的设计理念来设计包装机械。传输平面模块或 XTS 轨道模组的灵活性让设备制造商可以近乎无限自由地设计输送路径,轨道管理软件功能让用户可以自定义产品流。比如可以跳过工位,根据需要添加缓冲区,自由插入或移除动子。智能输送系统可以提高产品吞吐量,缩短工位之间的行程,并减少设备的占地面积。规格修改通过应用软件实现,进一步提高了设备的灵活性,这样即使是小批量生产也可以经济高效。倍福可以提供优越配置和具有高可扩展性的硬件和软件组件,以确保其智能输送系统始终以高性能运行。TwinCAT 控制软件为实现这一点提供了保障,它不仅可以确保连续的路径优化和防撞机制,而且它还可以在中央控制平台上集成所有其它设备功能,如 PLC、机器人技术、机器视觉、测量技术和物联网。应用程序可以在倍福各种类型的工业 PC 上运行。通讯功能由高性能 EtherCATEtherCAT G 现场总线系统实现。

倍福可以提供大量基于 EtherCAT 的 I/O 和驱动模块。
倍福可以提供大量基于 EtherCAT 的 I/O 和驱动模块。
EtherCAT P:无控制柜的自动化技术进阶之路。
EtherCAT P:无控制柜的自动化技术进阶之路。

EtherCAT 高速现场总线:针对包装机械行业的全球标准

EtherCAT 由倍福公司于 2003 年推出,并作为自动化技术的开放式标准。EtherCAT 具有性能出色、拓扑选择灵活、诊断功能全面及配置简单等特点,非常适合用于包装机械应用。倍福可以提供大量基于 EtherCAT 的 I/O 和驱动模块。

EtherCAT 是包装机械行业中应用最广泛的标准之一。远小于 1 毫秒的周期时间实现高精度和高动态过程,提升包装机生产效率。市场上有大量支持 EtherCAT 技术的传感器和执行器,保证了较高的投资安全性。其它现场总线系统,如 CANopen、IO-Link 和 Profinet,也可以通过 EtherCAT 作为通讯层集成在包装械中。未来将实现基于 EtherCAT 的 TSN 协议。倍福开发的 EtherCAT P 技术可以减少安装工作量。单电缆解决方案将通讯和动力系统整合在一根标准电缆上,可以显著减少布线工作量,降低出错风险。

倍福专为高性能设备和高度复杂的应用推出了 EtherCAT G。EtherCAT G 基于成功的 EtherCAT 技术运行原理,同时将速率提升到 1 Gbit/s 和 10 Gbit/s,因此,可以将 EtherCAT 当前使用的 100 Mbit/s 的传输速率提高 100 倍。这两个性能上的提升都可被视为倍福 EtherCAT 技术的系统兼容性补充,为人们所熟知的“on-the-fly”功能原理保持不变。其分支模型可以集成百兆 EtherCAT 网段,通过并行处理网段显著缩短大型网络的延迟时间。

通过 XFC 技术(极速控制技术),倍福为您呈现了一款新型快速控制解决方案:XFC 基于高效的控制和通讯架构,包括高性能工业 PC、带有实时特性的超高速 I/O 端子模块、EtherCAT 高速工业以太网和 TwinCAT 自动化软件。采用 XFC 技术后,可以实现 I/O 响应时间 < 100 μs。因此,该技术为以前由于受技术限制而无法满足性能要求的用户提供了一种全方位提升控制性能的新理念。
通过 XFC 技术(极速控制技术),倍福为您呈现了一款新型快速控制解决方案:XFC 基于高效的控制和通讯架构,包括高性能工业 PC、带有实时特性的超高速 I/O 端子模块、EtherCAT 高速工业以太网和 TwinCAT 自动化软件。采用 XFC 技术后,可以实现 I/O 响应时间 < 100 μs。因此,该技术为以前由于受技术限制而无法满足性能要求的用户提供了一种全方位提升控制性能的新理念。

XFC 技术助力提升包装生产线精度

倍福高速、高精度的 XFC 极速控制技术基于 EtherCAT 高速通讯网络和专门优化过的 XFC I/O 模块,可以高精度地接收信号和/或触发动作。I/O 响应时间小于 100 微秒,系统以每秒 10,000 次的速率扫描机器的状态,可以以非常高的精度和重复精度控制整个工艺过程。这样可以提高包装机的生产效率,减少资源的消耗和浪费。

用于实现设备同步的分布式时钟(DC)功能是 XFC 组件的另一个优点。由于网络中通讯的所有设备都具有分布式时钟功能并且能计算出所有运行时间,从而使分布式时钟可以实现纳秒级精度的系统时间同步。这样一来,由主站或 Runtime 造成的不准确性就可以得到补偿,比如可以同时高效切换多个输出。从而能够提高设备精度,提升最终产品的质量。

倍福可以根据各种不同的驱动、价格和应用需求提供一揽子硬件和软件解决方案。
倍福可以根据各种不同的驱动、价格和应用需求提供一揽子硬件和软件解决方案。
AMI812x 系列集成式伺服驱动器采用节省空间的设计,将伺服电机、驱动段和现场总线接口结合于一体,功率高达 400 W。
AMI812x 系列集成式伺服驱动器采用节省空间的设计,将伺服电机、驱动段和现场总线接口结合于一体,功率高达 400 W。

倍福驱动技术适用于所有应用:从紧凑型到高性能产品线

包装行业是一个需求非常多样化的市场。不同的应用对机械设备使用的驱动技术的要求各不相同,而只有对高精度和高速度的需求始终不变。

作为一家提供可扩展驱动产品的供应商,倍福可以根据各种不同的驱动、价格和应用需求提供一揽子硬件和软件解决方案。除了 TwinCAT 软件运动控制解决方案和可扩展的电机系列之外,还可以提供各种驱动控制器 — 从结构紧凑的 I/O 驱动端子模块到灵活且功能强大的 AX5000 伺服驱动器。

AMI81xx 系列驱控一体伺服电机将伺服电机、驱动段和现场总线接口结合于一体,外观小巧,并支持无控制柜驱动技术理念。它将多个组件集成在一起,可以直接在驱控一体伺服电机上实现所有接口的连接,不需要单独的 I/O 连接层。这样可方便快捷地实现不同的拓扑结构,并节省控制柜的空间。倍福的驱动技术产品线丰富多样,可为几乎所有包装应用提供合适的解决方案。

倍福针对包装机械的产品亮点

动子可以灵活应用于食品和制药行业。所有的表面都很光滑,易于清洁,并可根据需要给表面涂层。
动子可以灵活应用于食品和制药行业。所有的表面都很光滑,易于清洁,并可根据需要给表面涂层。
动子具有不同的规格和负载:从特别小而轻的小型动子到可以移动较大负载的大型动子,不同规格的动子可以同时在同一个传输平面上移动。
动子具有不同的规格和负载:从特别小而轻的小型动子到可以移动较大负载的大型动子,不同规格的动子可以同时在同一个传输平面上移动。
每个平面模块的尺寸都是 24 x 24 cm,用户可以根据具体的需求自由拼接成任意几何形状。传输平面的大小和形状通过简单的动子组合可以配置成椭圆形、正方形、长方形、L 形或环形。动子数量也可以自由选择;因此,它的应用几乎是无限的。
每个平面模块的尺寸都是 24 x 24 cm,用户可以根据具体的需求自由拼接成任意几何形状。传输平面的大小和形状通过简单的动子组合可以配置成椭圆形、正方形、长方形、L 形或环形。动子数量也可以自由选择;因此,它的应用几乎是无限的。

XPlanar 系统的磁悬浮飞行运动颠覆整个包装行业

XPlanar 平面磁悬浮输送系统的特点是,动子拥有六个自由度,通过电磁力,能够以高达 4 米每秒的速度在可自由拼接的传输平面上平稳浮动,不会相互碰撞。动子通过电磁力保持在限定的距离。传输平面模块中产生的运动磁场让动子可以实现精确且快速的定位。

有了 XPlanar 系统就可以采用全新的设计理念来设计包装机械。由于平面模块可以根据需要排列,因此产品流向可以自由规划。快速规格切换可以缩短机器停机时间,并实现经济高效小批量生产。系统采用平面布局,便于设置缓冲区,缩短加工工位之间的距离。总面积和几何形状可随意改变。XPlanar 平面模块也可以拼接在一起,实现远距离输送。我们可以沿着输送路径添加更多的平面模块来设置等候区或超车道,因此可以避免经常会出现的堵塞情况。

每个动子都可以高动态运行和定位而不会发生碰撞。系统还可以根据具体的生产动作进行调整,例如在输送过程中提升、下降、称重、倾斜或旋转物品。用户可以根据自己的负载情况选择动子托盘:从小而轻的小型动子到最大可以移动 6 kg 负载的大型动子。把几个动子组合在一起可以处理更大的负载,不同规格的动子可以同时在一个传输平面上移动。

XPlanar 系统完全避免了摩擦、磨损和污染。这种高动态、无接触的运动可以防止表面受到污染。甚至可以平稳输送液体而不会出现任何溢出,并且也不会产生由于摩擦造成的机械磨损和污染颗粒产生。由于玻璃、不锈钢或塑料表面具有较高的化学稳定性并易于清洁,XPlanar 系统非常适合在食品、药品和无尘室环境中输送产品,这些环境有非常严格的卫生等级要求。

XTS 无需停机即可通过应用软件实现规格切换。
XTS 无需停机即可通过应用软件实现规格切换。
轨道管理软件功能使得 XTS 系统具有很大的灵活性,允许自由插入或移除动子。因此在更换工具或进行运行维护时无需中断生产。
轨道管理软件功能使得 XTS 系统具有很大的灵活性,允许自由插入或移除动子。因此在更换工具或进行运行维护时无需中断生产。
不同直径的直线和曲线段能够实现应用特定的运行路径。
不同直径的直线和曲线段能够实现应用特定的运行路径。

XTS 系统能够实现全新的包装机械设计理念

XTS 磁悬浮输送系统将线性输送系统与旋转解决方案的优点结合于一体。它在导轨设计上有很高的灵活性,而且拥有直驱系统的所有优点,如高动态性、高精度定位、低振荡、无磨损运行和低功耗。由于直线段和曲线段都可用于输送物料,因此没有空行程,可以加快整个包装过程。通过 XTS 系统可以相互独立地输送产品,为全新的机械设计理念开启了一扇大门。包装工序以优化方式同步进行,防止产生停机时间。而且,由于运动曲线不需要用到任何复杂的机械装置,因此所需的维护更少,设备的占地面积可以减少 50%。

有了 XTS 系统,在产品切换和小批量生产过程中快速进行规格修改不再是难题,例如,针对专项广告活动或单个个性化包装。控制平台通过软件修改工艺参数来进行机械调整或包装规格切换。这样可以大大加快进程,从而加快产品切换速度,提高生产线效率。使用 XTS 系统的轨道管理软件功能,您可以将 XTS 系统分割成物理上各自独立的部分,以执行诸如插入或移除动子之类的操作,因此在更换工具或进行运行维护时无需中断生产。

XTS 系统包含各种几何形状的电机模块,可以实现应用特定的系统设计。模块可以轻松通过侧面的插卡进行连接,传输动力和数据。倍福还专为食品和制药行业推出了卫生型 XTS 系统。整套系统由不锈钢制成,并采用全密封设计,具有抗腐蚀性、易于清洁等特点,同时具有智能输送系统的所有优点。

AMP8000 将伺服驱动直接集成到伺服电机中,结构非常紧凑。由于功率电子元器件被直接重新放置到机器中,控制柜内只需要安置一个耦合模块,只需一个分布式模块和一根电缆即可给多个伺服驱动供电。
AMP8000 将伺服驱动直接集成到伺服电机中,结构非常紧凑。由于功率电子元器件被直接重新放置到机器中,控制柜内只需要安置一个耦合模块,只需一个分布式模块和一根电缆即可给多个伺服驱动供电。

AMP8000 分布式伺服驱动系统用于实现模块化设备方案

运动控制在包装技术中发挥着重要作用。实现运动控制所用的伺服驱动器和电缆占据了控制柜中的大量空间,安装工作量也相当大。倍福最新推出的 AMP8000 分布式伺服驱动系统为实现模块化设备设计开辟了新天地,AMP8000 将伺服驱动器直接集成到伺服电机中,结构非常紧凑。由于功率电子元器件可以直接移放到设备上,因此控制柜内所需的空间可以减小到只要够装一个耦合模块即可,通过一个配电模块即可使用一根电缆为多个伺服驱动器供电,从而大大节省了成本、空间以及材料,减少了安装工作量,特别是对于一些大型包装机械。具有高防护等级的供电模块甚至可以将整个系统直接迁移到设备上。由于组件数量较少,因此 AMP8000 系统的配置非常简单,只需要一根电缆即可将电源模块、配电模块和驱动相互连接在一起,无需使用如电机电抗器、断路器或过滤器等组件。所有接口和电源模块还配备了用于倍福 I/O 产品系列的 EtherCAT P 接口,显著简化了与其它输入、编码器或锁存单元的连接工作。

TwinCAT 3 自动化软件集成了所有开发和 Runtime 过程,并具有一个统一的开发环境,可以实现包装机械行业的所有控制任务。
TwinCAT 3 自动化软件集成了所有开发和 Runtime 过程,并具有一个统一的开发环境,可以实现包装机械行业的所有控制任务。

TwinCAT:用于开发环境和 Runtime 的统一软件平台

TwinCAT 3 自动化软件集成了所有开发和 Runtime 过程,并具有一个统一的开发环境,可以实现包装机械行业的所有控制任务。由于 TwinCAT 支持使用所有常见的 IEC PLC 语言编程和集成 C/C++ 算法和 MATLAB®/Simulink®,设备制造商可以选择最适合其应用的编程方法。TwinCAT 与机器学习算法连接的接口允许在传统控制环境中使用 AI 方法。将 Microsoft Visual Studio® 用作标准编程工作台不仅可以支持不同的版本管理系统,而且还能够简化基于团队模式的编程工作。对于大批量生产应用,TwinCAT 可以提供将商用 IT 系统集成到设备程序生成过程中的开放式接口。预制的包装软件模块可以实现如步进控制、电子凸轮功能、色标控制及旋切控制等任务,支持最新版本的 OMAC 规范中的 PackML 标准,简化工程工作,缩短开发和调试时间。

  • 大量针对运动控制应用的 TwinCAT 软件库和针对机器人运动学的增补软件的算法都经过优化,已经非常成熟,可以显著节省开发时间。
  • 用户可以使用完全集成到 TwinCAT 系统架构中的 TwinCAT Scope 软件示波器加速和改进调试和维修过程, 从而提升设备质量。
  • 使用 TwinCAT Vision 软件可以在统一的控制平台上直接处理图像。 由于配置和编程能够在熟悉的环境中进行,从而显著简化开发工作。它们还能够实时同步与图像处理相关的所有控制功能,消除延迟,并实时执行图像处理算法。
  • 基于 TwinSAFE 软件的安全解决方案简化了复杂系统的布线工作,因为变量可以在软件中映射。 通过这种方式,就可以逐个模块地开发和调试生产单元。
  • 基于 Web 的集成式 TwinCAT HMI 可视化解决方案可以方便地开发和维护可视化对象及用户界面。 信息在设备上或通过互联网在网络浏览器中显示。
  • TwinCAT IoT 支持用于云应用程序的标准化通讯协议,让您能够在云端或本地设备中整合数据。采集到的数据可以借助 TwinCAT Analytics 软件进行分析。
  • 有了 TwinCAT 云端开发平台,用户可以直接在云端使用已有的 TwinCAT 项目软件和 Runtime 产品。

倍福为机器控制器和基于云的服务之间的安全通讯开发了 TwinCAT IoT 软件库,它支持 OPC UA、AMQP 及 MQTT 等标准化协议,用于与如 Microsoft Azure™、Amazon Web Services 等常用公有云系统以及公司内网上的私有云系统通讯。
倍福为机器控制器和基于云的服务之间的安全通讯开发了 TwinCAT IoT 软件库,它支持 OPC UA、AMQP 及 MQTT 等标准化协议,用于与如 Microsoft Azure™、Amazon Web Services 等常用公有云系统以及公司内网上的私有云系统通讯。

系统集成云通讯和数据分析

倍福为设备控制器和基于云的服务之间的安全通讯开发了 TwinCAT IoT 软件库,它支持 OPC UA、AMQP 及 MQTT 等标准化协议,用于与如 Microsoft Azure™、Amazon Web Services 等常用公有云系统以及公司内网上的私有云系统通讯。内置安全机制可以防止未经授权的访问造成数据滥用,保护用户的知识产权。

TwinCAT Analytics 可以周期性地同时记录和分析过程数据,可以用于诸如预测性维护和设备改进等应用。用户可以使用适当的工具获得所需的信息,以提高设备能效或工艺流程。事后分析、偶发性错误的诊断、质量缺陷和生产瓶颈的早期检测有助于提高设备的可靠性和可用性。数据分析还为制造商提供有关其设备运行性能的大量信息,这些信息可用于未来的设计和生产过程,从而降低成本并实现理想的设备布局。

TwinCAT 云端开发平台支持直接在云端实例化和使用已有的 TwinCAT 项目软件和运行核产品。通过倍福网站可以轻松进行访问,注册用户可以在网站上创建 TwinCAT 云端开发平台的项目。控制软件与 TwinCAT 云端开发平台之间的连接可以通过安全传输通道实现。用户可以通过这种方式直接在云端访问 TwinCAT 架构,其优点是,可以实现多人协作同时跟进同一个项目。

对于食品、饮料、医药等行业中的包装应用,倍福可提供一个完整的采用“卫生型设计”的不锈钢控制解决方案,能够满足严格的卫生和洁净室要求。
对于食品、饮料、医药等行业中的包装应用,倍福可提供一个完整的采用“卫生型设计”的不锈钢控制解决方案,能够满足严格的卫生和洁净室要求。
防护等级为 IP 69K 不锈钢型号开辟了 XTS 系统的应用范围,特别是对卫生要求很高的应用。
防护等级为 IP 69K 不锈钢型号开辟了 XTS 系统的应用范围,特别是对卫生要求很高的应用。

通用不锈钢:采用“卫生型设计”的紧凑型控制解决方案

对于食品、饮料、医药等行业中的包装应用,倍福可提供一个完整的采用“卫生型设计”的不锈钢控制解决方案,能够满足严格的卫生和洁净室要求。

控制面板和面板型 PC 系列采用高品质不锈钢外壳,防护等级为 IP 65。EtherCAT I/O 端子盒也有采用不锈钢外壳的型号可提供。它们符合 IP 69K 防护等级的要求,专为直接安装在机器上而设计。

AM8800 系列不锈钢伺服电机防护等级为 IP 67(IP 69K 可选)适用于在极其恶劣或腐蚀性环境中使用。卫生型 XTS系统进一步完善了不锈钢产品系列:高达 IP 69K 防护等级的防水性能、无棱角的卫生型设计,以及对腐蚀性清洁剂的高耐受能力,是初级包装应用和食品行业的理想选择。