基于 PC 的控制和驱动解决方案在食品行业包装设备中的应用
总部位于德国奥尔登堡的 SEALPAC GmbH 是全球领先的食品包装设备制造商，他们发现工厂以前配备的自动化技术已经达到性能极限。倍福基于 PC 的开放、集成式控制系统解决方案不仅帮助 SEALPAC 公司提升了生产速度，而且还对其工程和设备操作进行了各种优化，仅用了 14 个月时间就实现了全面转换。
SEALPAC 的项目经理 Thomas Hegeler 证实，基于 PC 的控制和驱动技术实施速度非常快：“整个包装周期的控制系统，包括安全应用，只用了 6 个月时间就完成了转换，这意味着我们只需一年多的时间即可开始向客户交付包装设备。我们已经为各种包装设备配备了这一方案，包括我们的 Amax 系列托盘封口机，并将陆续更换其它设备类型中的控制技术。”
Amax 系列托盘封口机是高性能的全自动食品包装设备，有多种性能等级可选。设备需要可靠地加工更轻质的可持续材料，同时还要确保加工的高效性、成本以及高精度。这就要求不断提高设备技术，同时简化设备的操作和维护。
基于 PC 的控制技术助力提高生产效率
基于 PC 的控制技术具有良好的开放性和集成性，最重要的是，它是久经实践验证的控制和驱动系统，为提高设备自动化的效率提供最合适的解决方案。Thomas Hegeler 解释了 SEALPAC 选择倍福技术的主要原因：“我们需要端到端自动化，包括 HMI，以提供一个支持各种设备类型的完整设备方案。而我们当时具备的技术无法实现这一目标。基于 PC 的控制技术显著缩短了实施时间，减少了集成工作。”
倍福销售工程师 Thomas Kaiser 说道：“基于 PC 的控制技术可以根据具体的应用需求精确扩展，甚至能够满足更严格的要求。例如，对于托盘封口机来说，一台搭载普通计算性能 Intel Atom® 处理器的工业 PC 就已经足够，但由于通过 TwinCAT HMI 实现了强大的 HTML5 可视化平台，因此使用了一台搭载 Intel® CoreTM i5 CPU 的 C6032 超紧凑型工业 PC。”尤其是，可视化和设备数据处理对 SEALPAC 非常重要，Thomas Hegeler 证实道：“这是我们的主要关注点，未来它肯定会导致对控制要求的提高。TwinCAT 是一个简单易用的模块化软件平台，可以通过运动控制、HMI、机器视觉和机器学习等功能实现所有控制任务。此外还可以轻松扩展硬件，也就是说，在需要时，我们可以简单地用 C6032 搭配性能更强大的处理器，无需改变工业 PC 的外观，即可修改设备的设计。”
包装设备对控制系统的性能要求很高，尤其是在运动控制方面。通过倍福基于 EtherCAT 的驱动技术，SEALPAC 在以下三个方面获得了巨大收益，Thomas Hegeler 说道：“在与倍福专家合作后，我们在产品研发方面可以直接与之联系，这对我们来说是一个巨大的优势。在复杂的驱动设计方面带来显著成效，大大缩短了开发时间。第二个方面是高质量和高性能的倍福驱动产品：AX8000 多轴伺服系统和 AM8000 伺服电机。而我们以前使用的伺服技术在速度方面已经达到了极限。第三，我们需要更少的电机类型，配备 AX8000 系统后，我们的设备适用于世界各国电压标准，包括日本的三相 200 V 电压标准，从而大幅减少库存品类。”
方便的设备操作是一项重要标准
对 SEALPAC 来说，最佳的设备操作性是他们选择倍福的一个决定性因素。硬件使用的是倍福的定制化 CP39xx 不锈钢多点触控控制面板，小型设备使用 15.6 英寸显示屏，大型系统则使用 18.5 英寸版本。Thomas Hegeler 解释说道：“高品质的全高清多点触控显示器以及 CI 设计，以及标签和配套的按钮扩展件，构成了我们在设备制造方面的明确质量标准。由于图形和动画的使用越来越受欢迎，智能手机日益普及以及对人们操作习惯的改变，它们的重要性在未来肯定会大大增加。在某些场景下，设备操作人员在选择设备时已经拥有发言权。”
Thomas Kaiser 介绍了控制面板上的一些定制功能：“其中一项要求是能够轻松集成 SEALPAC 自己的 RFID 解决方案。只需在我们的标准外壳基础上稍作调整即可实现这一点。此外，我们根据喷砂机外壳的外观，即根据相应的颗粒大小，对包括不锈钢安装臂适配器在内的外壳进行了喷砂处理。”
足够强大的计算能力是实现快速流畅的可视化的基本前提，比如 C6032 超紧凑型工业 PC 就能满足此需求。据 Thomas Hegeler 介绍，由于控制柜的空间总是很紧张，超紧凑型设计是公司决定选择倍福的重要因素。C6032 还配备了功能扩展接口，为未来的系统扩展提供了灵活性，并且到目前为止，在应用中没有出现过任何故障。
高速 EtherCAT 通信，高效的单电缆技术
在数据通信方面，倍福基于 PC 的控制技术也为 SEALPAC 带来了许多应用优势。系统具有良好的开放性，再加上倍福种类丰富的 EtherCAT 端子模块，因此可以将阀岛、变频器和 IT 设施等第三方组件轻松集成到控制系统中。EtherCAT 通过它在实际应用中的出色表现，证明了它是市场上速度最快的工业以太网系统。
倍福基于 EtherCAT 的伺服驱动技术还从另一个方面简化了设备的设计，Thomas Hegeler 解释道：“倍福的单电缆技术(OCT)显著减少了布线时间和材料，设备外观也更加干净整洁。此外，电子铭牌大大简化了调试工作。”定制化在该项目中也发挥了重要作用：“我们之前使用的电机通过两根电缆以传统方式进行连接，为了容易地放置在设备内，两根电缆只能非常细。在与倍福的密切合作下，我们为单电缆电机连接电缆找到了一个类似的解决方案：由于电机不需要抱闸，因此可以省去两根电缆引线，从而减小电缆直径。此外，我们还开发了一种可 60 度旋转的电机连接插头，可以节省额外的安装空间。所有这些都对我们帮助很大。”
基于 PC 的控制技术为未来保驾护航
倍福始终坚持持续开发新的控制产品和技术，扩大产品线，满足未来的设备需求，为客户的投资额外提供安全可靠的保障。SEALPAC 将对包括 TwinCAT/BSD 操作系统在内的倍福最新产品创新进行测试研究。它是一款兼容 Unix 的多核操作系统，用于 TwinCAT 3 实时控制程序，并结合了 Windows CE 的低成本小体积优势与主流 Windows 操作系统的众多功能。Thomas Hegeler 说道：“TwinCAT/BSD 尽管体积小，但性能很高，而且独立于 Windows，一些客户出于安全等方面的考虑希望使用这款操作系统。”