印刷企业对端到端数字化工作流程的需求越来越大，旨在实现从订单准备、印前、印中、印后加工以及打包发货等全过程完全联网实现。这就要求控制系统通讯能力强、接口种类多，并能够处理大数据量。倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制系统可以轻松满足这些要求。倍福工业基于 PC 的控制系统将 PLC、运动控制、安全技术、机器人技术、测量技术和 HMI 整合在中央 TwinCAT 自动化平台上。这将确保所有系统组件能够高效互动，从而大幅提高生产效率。开放的硬件和软件接口为机械设计提供了很高的自由度，可以集成大量不同的外围设备。它支持所有常用的现场总线系统和软件协议，确保从 IT 层到现场层的集成式通讯。由于倍福的每个组件都具有模块化和可扩展性，可以为客户量身打造高性价比的印刷解决方案，无论是新生产线的端到端自动化还是现有设备的控制系统改造。
高精度和高效率：基于 PC 的控制技术在印刷行业中的应用
基于 PC 的控制系统：全面控制印刷全过程
数字印刷是一种比较新的印刷工艺，由于灵活性高，越来越受到市场欢迎。数字无压印刷（NIP）无需使用传统印版，能够降低生产成本，提高生产效益，而且还为印刷产品提供很大的定制空间。其应用范围包括商用单张纸印刷或卷筒纸印刷以及标签和包装印刷，并且可以印刷各种材料和表面形状。只有采用开放的、数字网络化控制技术，才能攻克数字印刷面临的技术难题。倍福基于 PC 的控制技术具有可扩展性、模块化和高集成度，适合用作控制从数字图片制作到印刷出成品的整个工艺流程的通用控制系统。设备控制系统支持 OPC UA 等标准化接口，因此可以很轻松地集成到任何生产环境中，从而大幅减少集成工作量。
倍福解决方案的主要优势包括：
- 大幅提高加工效率：通过减少印前和设备控制之间的接口数量提高印刷速度。通过 OPC UA、MQTT 以及 HTTP/REST 等标准通讯协议无缝集成到所有工艺流程中。
- 保证高印刷质量：印刷全部工艺流程的高度同步可确保实现连续的高品质印刷。
- 持续可用：基于预测性维护和机器学习等先进技术的可靠机器诊断功能可显著减少停机时间。
- 超高输出性能：结合 EtherCAT 和纳秒范围内的同步，基于 PC 的控制技术，周期时间在 μs 范围内，实现了创新的机械方案。
基于 PC 的控制技术确保经济、快速地缩短包装印刷生产周期，实现小批量生产
包装印刷的发展趋势是在提高印刷质量的同时兼顾可持续发展，并降低成本。包装印刷的需求因行业或终端产品不同而不同，如消费品、食品或药品等。连续追溯对医药产品起着关键作用，而其它应用则更注重快速缩短生产周期，经济地实现小批量生产。由于商品的包装设计会影响消费者的购买行为，因此，制造商们都想要通过个性化的产品系列或合适的包装印刷来吸引顾客。此外，新产品和新规格的快速发展也要求在保持最高品质的同时，更快、更高效地进行生产。若想经济地实现小批量生产（小到批量大小仅为 1），印刷机必须具有很高的灵活性。
倍福解决方案的主要优势包括：
- 全集成：基于 PC 和 EtherCAT 的控制平台可以直接集成技术视觉和测量技术。因此无需使用单独的系统，同步性更强，能够显著提升印刷效率和质量。
- 规格修改基于软件实现，可实现批量大小仅为 1 的生产：通过基于 PC 的控制技术，实现小批量订单所需的快速规格修改功能可以通过软件实现，从而大幅缩短设备转换时间。
- 高效同步确保高速高精：EtherCAT 高速通讯系统是倍福 XFC 极速控制技术的基础，它可以在微秒范围内同步所有工艺流程。高速高精度地识别印刷区域，保证高品质印刷。
- 开放性和透明度：开放的硬件和软件接口，以及支持 PackML 等行业标准，能够实现从传感器到云端、到 ERP 系统或其它 IT 架构的连续通讯，为实现透明数据跟踪奠定了基础。
倍福一体化 CNC 解决方案助力优化 3D 印刷工艺
增材制造工艺特别适用于物品数量较少的柔性生产过程。倍福拥有各种软硬件产品系列，支持设备制造商实现创新的机械方案，以满足市场在产品质量、速度和灵活性方面的高要求。倍福多年来在 CNC 领域积累了丰富的行业经验并将这些经验知识融入到完整的 CNC 解决方案的开发中，为实现高精度、高效率的 3D 印刷应用奠定了坚实的基础。它为用户提供了一个由可扩展和模块化的组件构成的自动化套件。一体化 CNC 解决方案在同一个软件平台中映射所有 CNC 功能。TwinCAT CNC 涵盖了所有 CNC 轨迹控制功能，包括用于复杂运动控制和运动学要求的高端系统。最多可以控制 128 根插补轴和 20 个通道以及各种坐标和运动转换。先进的控制算法可以实现高精度和高同步性的加工过程。TwinCAT TcCOM 提供了一个开放的接口，客户可以通过这个接口将自己的工艺知识以特殊的、定制化功能的形式安全地集成到标准控制系统中。
倍福驱动技术可以与 TwinCAT 自动化软件中的运动控制解决方案相结合，为所有应用领域提供高性能驱动系统，包括超紧凑型伺服端子模块和 AMP8000 系列集成有伺服驱动器的伺服电机，到中高性能的 AX5000 和 AX8000 系列 EtherCAT 伺服驱动器，以及相应的伺服电机。
倍福有支持 100 多种信号类型、具有不同通道密度的高性能 EtherCAT I/O 端子模块可供用户选择，包括高精度测量模块，安全模块以及紧凑型驱动模块。此外，倍福还可为所有常用的现场总线系统提供全系列的总线组件，I/O 结构方面的高灵活性和开放性可为用户带来竞争优势。倍福 TwinCAT Analytics 软件工具可以集成本地或基于云的应用，并自动生成仪表盘，以监控设备状态。例如，可以随时随地监控印刷头，减少设备停机时间，实现预测性维护。
倍福解决方案的主要优势包括：
- 一体化软件解决方案：TwinCAT CNC 可以无缝集成到倍福其它软件中，并通过高速控制算法实现高度同步和高精度加工。
- 开放和模块化的 I/O 系统：独立于现场总线的总线端子模块和 EtherCAT 端子模块支持所有常用现场总线系统，并且由于拥有多种不同的通道密度，因此 I/O 结构的选择几乎无限。
- 具有高可扩展性的驱动技术：倍福可提供高精度运动所需的各种驱动产品系列，包括带 EtherCAT 接口的具有高可扩展性的减速机、电机和伺服驱动器。
倍福针对印刷行业的技术亮点
开放、灵活、可扩展：基于 PC 的控制技术能够显著提升印刷机械的生产效率和灵活性
基于 PC 的控制技术是适用于印刷行业从数字印刷到 3D 印刷等所有应用领域的通用控制解决方案。倍福基于 PC 和 EtherCAT 的自动化平台具有高灵活性、可扩展性和高集成能力，适合用作控制从数字图片制作到印刷出成品的整个工艺流程的通用控制系统。设备控制系统支持 OPC UA 等标准化接口，因此可以很轻松地集成到任何生产环境中，从而大幅减少集成工作量。基于 PC 的控制技术可以为缩短加工时间和循环时间，以及批量大小为 1 的生产个性化定制印刷产品提供优化解决方案。由于所有的控制功能都映射在软件中，因此在改变生产流程时无需花费大量精力对设备进行改造。倍福基于 PC 的控制系统以可扩展的工业 PC 和嵌入式控制器为基础，具有很高的性价比。广泛的工业 PC 产品系列可以覆盖整个服务范围：从控制体积最小的 3D 印刷机，到包装和拆包工位以及整套印刷设备。
基于 PC 的控制技术优势显著：
- 可通过标准化接口将设备集成到整个印刷工艺流程中
- 采用成熟的操作系统
- 可自由使用印刷工艺流程中的所有系统数据
- 并非一个孤立的解决方案，而是将控制系统轻松整合到 IT 环境中
EtherCAT 用作印刷行业的通讯标准
倍福 EtherCAT 技术是获得全球认可的成熟、最为重要且性能极强的系统总线之一，可以帮助印刷行业的客户显著提高竞争优势。EtherCAT 技术由倍福于 2003 年推出，并作为自动化技术的开放式标准提供。截止到目前，全球已有 6000 多家企业加入 EtherCAT 技术协会 (ETG)。
无论是在其产品中安装驱动器等 EtherCAT 产品的设备制造商，还是将 EtherCAT 用作印刷设备标准并从设备供应商处采购 EtherCAT 相关研发产品的用户，他们都要使用 EtherCAT 通讯标准。市场上有大量基于 EtherCAT 的设备，印刷机械制造商和终端客户都将由此受益匪浅：他们不再受制于某个特定驱动器制造商或专有协议。相反，他们对所使用的组件拥有完全的自主控制权，因此可确保高投资安全性。
EtherCAT 将 I/O 现场总线通讯、TwinSAFE 安全通讯以及驱动通讯整合在同一个系统中。由于 EtherCAT 可实现高同步精度以及小于 1 ms 的周期时间，因此能够确保大幅提升设备性能和效率。结合倍福 XFC 极速控制技术所实现的印刷精度，即使在高性能应用中也能确保印刷图片的精度和质量。
EtherCAT 可优化印刷行业中的控制架构：
- 在全球得到广泛应用的高速现场总线
- 整套印刷设备仅需一项通讯技术
- 灵活的拓扑结构
- 无缝诊断
- XFC 极速控制技术可实现所有工艺流程的高精度同步
- 成熟的版本稳定性为用户的投资保驾护航
轻松控制多根轴，且以节省空间的方式实施驱动系统
几乎没有任何一台设备像印刷设备一样有这么多不同的轴 — 无论是传统的胶印印刷机还是数字印刷应用。很少会有设备需要用到 100 根旋转轴、定轴甚至升降轴。因此，倍福所实现的无控制柜分布式驱动解决方案在印刷行业中取得了很大成功。它们在节省空间和降低成本方面具有巨大优势 — 无论是在最初的安装阶段，还是在后期的维护和维修阶段。倍福推出的分布式伺服驱动器直接将伺服驱动器集成到伺服电机中，结构紧凑。有了 EtherCAT P 标准后，通过一根电缆即可为分布式伺服驱动系统供电电源和传输数据，从而节省了控制柜中的安装空间；如果使用电源模块，可以将整个系统直接移到设备上。因此，可以实现高度动态纸幅控制，就像在印刷头上设置、快速时钟过程一样，或者也可以实现复杂的包装应用。当然，倍福的分布式驱动系统也在所有 3D 印刷应用中彰显出自己的优势，例如，与 TwinCAT CNC 软件结合使用。
主要优势：
- 减少控制柜内占用空间
- 降低控制柜成本
- 集成 TwinSAFE 功能，无需额外安全组件
- 使用标准化电缆和插头，可实现快速、高效的安装
- 灵活的拓扑结构
- 设计超紧凑、节省空间
优化 M2M 通信：TwinCAT Connectivity
基于 PC 的控制理念的基本方针是其开放性。通过一系列软件功能，TwinCAT Connectivity 支持 PROFINET、TCP/IP 和 EtherNet/IP 等几乎所有常用现场总线系统，让印刷应用中的各种机器模块能够以理想方式相互通讯，这样就可以整合印前的图文制作、印中以及质量控制等所有工艺流程。
同时，TwinCAT Connectivity 能够在 ERP 系统或其它基于标准化物联网协议和 OPC UA 的 IT 结构中实现从传感器到云端的集成式通信。因此，TwinCAT 为实现透明的数据跟踪系统奠定了基础，并可以将该系统集成到任何网络结构中。
在这方面，数据库准备工作就像通过 MQTT 将 3D 印刷机连接到任意数量的云系统，或者使用 HTTP/HTTPS 通讯一样简单。TwinCAT Connectivity 软件库的各种软件功能为用户提供了令人难以置信的自由度。这样可以实现设备内部的无缝数据通讯，以及通过标准化协议实现从传感器到云端的通讯。
TwinCAT Connectivity 的优势：
- 基于 OPC UA、EtherCAT、Modbus、TCP/IP、PROFINET 等标准化协议实现无缝 M2M 通信
- 基于 MQTT、AMQP、HTTP/REST 和 OPC UA 等协议实现从传感器到云端的集成式通信
- 可方便地集成 XM、NoSQL 和 SQL 等数据库系统
MX-System 助力实现无控制柜自动化解决方案
MX-System 在设备和系统工程领域首次实现了无控制柜自动化解决方案。由模块化组件构成的底板和功能模块打造出完整的系统，它拥有控制柜具备的所有功能：供电、熔断器保护和配电、辅助电压的生成和监测、带输入输出的控制系统、电机和执行机构的控制以及现场设备连接层。MX-System 通过可自由选择的工业 PC、耦合器、I/O、运动控制、继电器和系统模块集成所有设备功能，这些模块可以根据具体应用进行配置和组合。
模块整体遵循设计一致性原则，符合各项国际标准，极大地减少了规划、装配、设备安装及维护工作。由于 MX-System 实现同样的需求所需的组件比传统控制柜的制造要少得多，因此在结构上比之前的解决方案更加紧凑， 不仅能够减少系统占地面积，同时还能提升系统利用率和灵活性。在控制系统生命周期的每个阶段，MX-System 相对传统控制柜都具有显著优势。
MX-System 可为印刷行业带来的主要优势包括：
- 模块化：贯穿印刷工艺前道和后道加工等所有工序
- 精确扩展：从 3D 打印到大幅面打印
- 防护等级高达 IP67，适用于极其苛刻的环境条件
- 结构紧凑
- 支持多种信号类型：从简单的 I/O 传感器到 GigE 相机
TwinCAT Vision 软件将图像处理解决方案无缝集成到自动化平台中
倍福将图像处理解决方案集成到其自动化软件中，将所有基本功能整合在一起，打破了图像处理专业人员与 PLC 编程人员之间的传统分工，因此图像处理专有技术仍掌握在设备制造商自己手中。此外，PLC 和图像处理可以方便地在一个软件工具中配置和编程。
TwinCAT Vision 软件可以实现图像处理算法的实时运行及完全同步，这样可以补偿或消除通讯延迟，显著优化工艺流程。系统集成的图像处理解决方案比起传统视觉解决方案在质量上有巨大的优势：无论是卷筒纸边缘控制还是印刷控制，所有功能都集成在同一个系统中。
直到现在，还几乎不可能同步集成在印刷机摄像头中的图像信息与驱动器和位置信息，或者使用复杂的额外硬件。而有了系统集成的图像处理解决方案后，这一切都将成为过去。如果您将摄像头视为系统中的另一个传感器，那么 EtherCAT 可用于同步触发和图像捕获时间与打印介质的位置信息。因此，可以使用印刷卷筒纸上的对应标记快速、方便地监控速度或滑移。
无缝集成实时图像处理解决方案的优势：
- 实现新的机械设计方案：将 TwinCAT Vision 无缝集成在传统的控制环境中，可以减少过去所使用的接口数量，打造一个完整的控制系统，通过它可以实现全新的、性能更高的机械设计方案。
- 提升生产效率：高精度实时测量和光学检测系统可确保印刷质量。
- 通过功能整合保护专有技术：打破了图像处理专业人员与 PLC 编程人员之间的传统分工，让图像处理专有技术仍掌握在设备制造商自己手中。
倍福针对印刷行业的产品亮点
C60xx 具有性能可扩展和设计超紧凑的优势
C60xx 系列超紧凑型工业 PC 适用于实现印刷应用中的自动化、可视化和通讯任务。该系列包括 5 个搭载不同性能等级处理器（从单核 Intel® Atom™ 到 8 核 Intel® Core i7 ）的产品，用户可以根据具体应用需求对控制平台进行扩展。
- C6015 和 C6017 搭载时钟频率为 1.91 GHz 的 Intel® Atom™ 处理器（最高四核）。其尺寸仅为 82 x 82 x 40 mm 或 82 x 82 x 66 mm，安装方式灵活，使得这两款无风扇型多核 PC 非常适合用于具有高性能需求且安装空间有限的印刷应用（如 3D 印刷）。而且这两款 PC 还非常适合用作实现工业 4.0 解决方案的边缘控制设备，可以实现数据采集、数据初步处理以及向上位 IT 架构传输数据等任务。这样就可以设计新的数字化工作流程，简化新数据驱动服务的设计。C6017 具有更多可选接口（最多 2 个 RJ45 接口，2 个 USB 2.0 接口）和可选的 1 秒钟 UPS，比 C6015 的功能更丰富一些。
- C6025 适合用作要求严苛的应用的控制平台，它搭载高性能、低功耗的 Intel® Core i U 系列处理器，将高计算能力和无风扇设计结合于一体。因此尽管计算负载较大，C6025 支持计算机池内的绿色“可持续 IT”要求。
- C6030 具有空间需求低、适用性强、安装方式灵活等优点，可以用于对性能要求很高的复杂应用。
- C6032 额外配备了一个电路板层，用于安装模块化接口和进行功能扩展。配上结构紧凑的 PCIe 板卡，C6032 可以完全适应印刷应用需求。
C60xx 系列主要优势：
- 适用于各种应用的通用控制平台：从边缘控制设备到传统的设备控制系统
- 超紧凑和可扩展的控制系统：可搭载从 Intel® Atom 到 Core i U 等各种性能的处理器
- 可选择性地扩展接口和 USP 功能
TwinCAT — 集开发、Runtime 和建模于一体的通用软件平台
倍福的模块化和可扩展的 TwinCAT 自动化软件将所有开发环境和 Runtime 过程集成在一个中央软件平台上。TwinCAT 开发环境集成在 Microsoft Visual Studio中，为开发人员提供了优化的基础架构，让他们能够将 TwinCAT 与现有的编程工具连接起来，从而为优化和高效完成开发过程提供支持，例如自动生成代码。开放的接口支持集成到现有的可视化、控制和数据库系统中，从而能够逐步转换现有设备。TwinCAT 支持使用 IEC 61131-3（包括面向对象的扩展语言）、C/C++ 和 MATLAB® and Simulink® 等所有主流编程语言实现实时应用。丰富的功能库和软件工具为创建复杂的应用程序提供了便利。除了设备的仿真和调试以及传统的 PLC、运动控制和安全应用之外，TwinCAT 还支持实现数据分析、数据通讯和可视化。
此外，TwinCAT 将实时图像处理功能与传统的设备自动化结合于一体，优化了印刷工艺流程：无论是卷筒纸边缘控制还是印刷控制。EtherCAT 现场总线和 TwinCAT 自动化套件可以精确同步摄像系统的图像信息与驱动系统的位置信息，从而能够更轻松、便捷地生成高精度的印刷图像。
TwinCAT 主要优势：
- 只需一个软件即可完成所有编程和配置工作：从传统的 PLC 或安全应用、图像处理，到数据通讯，再到云端或 HMI 的创建
- TwinCAT 集成在 Visual Studio 系统环境中，因此为集成所有软件工具提供了所需的开放性
- 编程语言选择自由度大：从 IEC 61131-3 到 C/C++ 再到 MATLAB® and Simulink®，一切都实时处理
- 支持复杂设备的多核和 64 位系统
AX8000 可将所需的多轴配置以紧凑的形式集成到任何控制柜中
倍福的模块化多轴伺服系统打造出优化的单通道和多通道驱动解决方案。用户可以根据配置需求将轴模块部署在中央电源模块上，既可实现裹包应用，也可实现印刷滚筒的连续、旋转运动。倍福 AX8000 配备的单电缆技术可以快速实现安装，同时显著降低安装成本。
由于支持超采样技术，在需要的时候，甚至可以在一个通讯周期内多次采样过程数据，并通过 EtherCAT 传输给控制器，因此可以轻松实现高精度的运动控制应用。当然，AX8000 系统可以无缝集成在 TwinCAT 和 TwinCAT CNC 中，因此可以控制复杂的轴组合。
主要优势：
- 结构紧凑、模块化的多轴系统，可根据具体的印刷应用需求进行调整
- 支持所有基础组件：电容模块和能量回收模块
- 配备单电缆技术，简化接线工作
- 采用超采样技术，支持高分辨率采样过程数据
众核控制：搭载 Intel® Xeon® D 处理器的服务器级计算能力
倍福推出的 CX20x2 系列适合 DIN 导轨安装的嵌入式控制器具有可扩展的众核计算能力。该性能等级可搭载配备 4、8 和 12 个处理器核的 Intel® Xeon® D 处理器，是一款性能超强的紧凑型控制器。它可配备最高 32 GB 内存以及带2 GB 内存的独立显卡，可确保进一步提高在复杂印刷应用中使用时的性能。
CX20x2 嵌入式控制器基于 CX2000 系列的模块化设计方案，接口数量更多：可在出厂前分配给不同现场总线系统的多选项接口，以及基于 PCI Express（PCIe）的扩展总线，可以集成扫描仪和摄像头系统等额外的印刷外围设备。
因此，多核嵌入式控制器特别适合用于配备很多机器模块，工艺步骤涉及到大量计算的复杂程度较高的印刷机。TwinCAT 3 自动化软件支持将控制过程分配给各个处理器核，并精细地规划计算负载。这样，就可以将裹包过程或印刷头运动等复杂运动控制应用与质量控制系统的计算密集型图像处理应用隔离，以提升设备性能。
DIN 导轨上的众核性能 — 可为您带来显著优势：
- 性能可扩展：从时钟频率为 1.3 GHz 的四核处理器到时钟频率为 1.5 GHz 的 12 核处理器
- 支持多核处理器，可助力提升您的印刷性能
- 独立显卡：CPU RAM 和 GPU RAM 的分离可以防止出现抑制性影响
- 可以扩展 USB、Gbit Ethernet、RS232 等不同的 PCIe 接口，以集成摄像头和激光扫描仪等外围设备
- 可在出厂前集成 PROFINET 或 EtherNetIP 等从站和主站现场总线接口，以集成第三方系统
将高精度数据记录功能集成到控制系统中
快速、安全地记录纸幅张力？连续高精度地进行调节？潮湿多尘的工况环境？对于带力测量辊和标准应变式称重传感器分析功能的 EP3356-0022 EtherCAT 端子盒来说，这些都不是问题。EP3356 防护等级高达 IP67，可与合适的传感器结合使用，可用于在辊筒中记录并相应调节印刷机的纸幅张力。EP3356 支持用高达 100 µs 采样率进行高精度信号分析，且结构坚固，可直接安装在机器设备上，因此能够轻松实现快速、连续的测量。无论是平版印刷，还是数字印刷，都需要保持纸幅张力，因为稍有偏差就会导致印刷出错，长期影响印刷效果。
由于 EtherCAT 性能直达端子模块或端子盒，EP3356 与其它所有倍福 EP 系列端子盒一样，可以轻松集成在 I/O 系统中，这意味着所有测量和诊断值都 100 % 可用。简单的安装、快捷的调试、可靠的技术和精确的数据记录是印刷行业客户取得成功的关键。
- 结构紧凑、坚固耐用，可用于记录纸幅张力数据
- 24 位分辨率
- 1 个端子盒内有 2 个测量通道
- 也可以选择将 EL3356 安装在控制柜内