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高速旋蓋 隨心而動

作為*的日化產(chǎn)品灌裝旋蓋生產(chǎn)線提供商，常州匯拓科技一直在尋求通過自動化創(chuàng)新為其客戶提供優(yōu)的解決方案——而這也是西門子伺服控制技術(shù)服務(wù)于其中的精髓所在。

洗發(fā)水，沐浴露，洗手液，洗衣液……，一瓶接一瓶地出現(xiàn)在日化工廠生產(chǎn)線的末端，灌裝、旋蓋、貼標(biāo)，一道道工序在自動化的控制下顯得如此高效而條理分明。越來越普遍地采用泵蓋設(shè)計(jì)的洗滌用品，在讓人們的日常生活更加清潔方便的同時，也對相應(yīng)的旋蓋機(jī)設(shè)備提出了更高的設(shè)計(jì)與控制要求。幫助日化企業(yè)高效、低成本地?cái)Q好每一瓶產(chǎn)品的蓋子，無疑是旋蓋機(jī)提供商們持續(xù)不變的追求。

作為智能裝備的*，常州匯拓科技一直以來致力于為日化行業(yè)用戶提供穩(wěn)定可靠，簡易操作，高效生產(chǎn)的系列包裝系列設(shè)備整體和解決方案，專注于開發(fā)全系列智能全自動旋蓋機(jī)、壓蓋機(jī)、灌裝機(jī)。在短短3年內(nèi)，匯拓科技已連續(xù)在*先研制出多款SP日化系列智能包裝設(shè)備，被一批國內(nèi)外知名大型日化企業(yè)所采用，應(yīng)用于洗潔精，洗發(fā)水，沐浴露，洗衣液，洗手液，潔廁液，漂白劑等日化產(chǎn)品包裝，其優(yōu)異性能得到了用戶檢驗(yàn)和認(rèn)可。為了始終保持專注、創(chuàng)新和高品質(zhì)的核心優(yōu)勢，以及穩(wěn)、簡、快的設(shè)計(jì)目標(biāo)，匯拓科技需要一個同樣具備技術(shù)創(chuàng)新和高品質(zhì)產(chǎn)品的自動化合作伙伴。

數(shù)字化升級

通訊始終是一個設(shè)備或一條生產(chǎn)線運(yùn)行較為核心的環(huán)節(jié)，而數(shù)字化的現(xiàn)場總線技術(shù)，則可以自底而上的打造傳感、控制到執(zhí)行的整個高效自動化系統(tǒng)。面臨快速變化的日化用品市場，匯拓科技急需更快的設(shè)備上市時間、更可靠的設(shè)備運(yùn)行和更智能便捷的設(shè)備診斷維護(hù)能力，從而實(shí)現(xiàn)為日化客戶的不斷創(chuàng)新提供*的設(shè)備驅(qū)動力。

對于匯拓科技的設(shè)備電氣研發(fā)工程師而言，長期以來一直困擾的問題之一，就是傳統(tǒng)脈沖版驅(qū)動器與PLC控制器之間的硬接線連接方式，不但需要仔細(xì)安裝核對大量的硬線，例如脈沖設(shè)定值線，啟?？刂凭€，抱閘控制線和PTO反饋線等等，往往會耗費(fèi)工人大量的時間，最大的問題是容易出錯，并且一旦有改動或者通訊故障，會帶來更多的“后患”，這也將給日化客戶的生產(chǎn)運(yùn)行埋下隱患。

基于西門子全集成自動化TIA的SINAMICS V90PN 伺服系統(tǒng)解決方案，讓常州匯拓科技找到了技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品快速升級的“利器”——其*的現(xiàn)場總線架構(gòu)，不但解決了傳統(tǒng)硬接線的“硬傷”，而且基于實(shí)時以太網(wǎng)總線的同步通訊能力從根本上將設(shè)備運(yùn)行效率提升到一個新的臺階，并在后續(xù)的故障診斷和設(shè)備運(yùn)維方面大大簡化了工作量。

   
如今的匯拓科技，在其灌裝和旋蓋工藝中，全面使用了SINAMICS V90PN 伺服系統(tǒng)解決方案。西門子運(yùn)動控制部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理?xiàng)羁当硎荆?ldquo;V90PN 的PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)接口與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口*，可以輕松將伺服驅(qū)動器連接到PLC上。像匯拓一臺10軸的灌裝旋蓋一體機(jī)，相比傳統(tǒng)的脈沖控制方式，采用PROFINET總線以后，至少會節(jié)約工人1~2個工作日的接線和查線的時間。”

等時同步通訊是提升設(shè)備整體效率和協(xié)作能力的根本所在。通過V90 PN，支持IRT通訊（等時同步通訊），可以保證設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換所用的時間嚴(yán)格等時，不會出現(xiàn)任何的時間偏差。

設(shè)備的快速診斷和運(yùn)維同樣是匯拓科技需要重點(diǎn)考慮的問題。在遇到設(shè)備通訊故障的情況下，匯拓科技的電氣工程師有時候不得不耗費(fèi)一整天或更多時間去人工排查，而結(jié)果也許只是一根線斷掉而已。事實(shí)上，如何快速地幫助日化企業(yè)消除設(shè)備故障恢復(fù)生產(chǎn)，一直以來也是匯拓科技希望為其客戶提供的創(chuàng)新價(jià)值所在。如今，通過采用PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的V90 PN，可以幫助其工程師將誤操作的概率降到最低，并且可以將故障診斷信息上傳到TIA 博途軟件中，快速定位和解決故障。

輕裝上陣

灌裝旋蓋一體機(jī)是匯拓科技為日化用品客戶提供的一類高品質(zhì)集成包裝解決方案。在這樣的集成設(shè)備中，PLC控制器往往需要同時控制多個運(yùn)動目標(biāo)和方向，而1個PLC只能輸出幾路脈沖信號，一般來說不會超過4路，因此往往也需要多臺PLC同時工作，才能處理這類大型設(shè)備的多運(yùn)動控制任務(wù)。在匯拓科技看來，一臺10根軸的灌裝旋蓋一體機(jī)，如果采用脈沖控制的伺服，需要3臺PLC同時工作才能滿足要求，這無疑增加了編程的難度和設(shè)備成本。

 
 “西門子SINAMICS V90PN集成了簡單實(shí)用的內(nèi)部定位功能（EPos），將位置環(huán)集成在伺服驅(qū)動器內(nèi)部，占用PLC的資源較少，最大限度的擴(kuò)展PLC可帶軸的數(shù)量”，楊康說道，“采用Epos以后，匯拓的一條10個V90PN軸的灌裝+旋蓋生產(chǎn)線，只需要1個PLC，如西門子SIMATIC S7-1500即可輕松勝任。”

通過V90 PN的Epos功能，讓上位PLC編程更加簡單，可擴(kuò)展性更強(qiáng)，這一簡單有效的創(chuàng)新伺服設(shè)計(jì)，讓匯拓科技的工程師們*次感覺到PLC編程也能變得如此輕松。

減少成本

在旋蓋工藝中，如何判斷旋蓋到達(dá)合適的擰緊狀態(tài)，并自動控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，是較為關(guān)鍵的一環(huán)。對此，傳統(tǒng)的控制方案主要有兩種：一是伺服電機(jī)采用純速度控制，通過檢測速度和扭矩到達(dá)設(shè)定值的方式來判斷瓶蓋已旋緊。這種方式需要PLC額外增加多路模擬量AI和數(shù)字量輸入點(diǎn)，當(dāng)PLC帶的軸數(shù)比較多時，會增加大量的成本；其二是利用位置模式和轉(zhuǎn)矩模式切換，這種方式編程更為麻煩，并且PLC同樣需要額外增加多路模擬量AO和數(shù)字量輸出點(diǎn)，增加大量成本。對匯拓科技而言，如何找到一種創(chuàng)新的解決方式來實(shí)現(xiàn)工藝控制成本的降低，縮短上市時間，旋蓋工藝優(yōu)化是至關(guān)重要的一環(huán)。

針對這一類夾緊或擰緊工藝需求，西門子V90 PN伺服系統(tǒng)同樣提供了一種更為簡潔的解決方案，即一鍵激活的‘Travel to fixed stop’功能。“通過直接設(shè)定一個夾緊轉(zhuǎn)矩，電機(jī)以設(shè)定好的轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動到固定擋塊位置而不發(fā)出錯誤報(bào)警。當(dāng)?shù)竭_(dá)固定位置時，立即輸出轉(zhuǎn)矩值并維持夾緊狀態(tài)。在整個運(yùn)行過程中，*由PROFINET總線來傳輸指令，并且軸的運(yùn)行速度和保持力矩都是可調(diào)節(jié)的”，楊康表示。與傳統(tǒng)的工藝控制方案相比，這一功能大大節(jié)省了I/O部署成本，同時節(jié)省了復(fù)雜的編程過程。

“經(jīng)過前期選型和工程師培訓(xùn)，我們還一直為本地RAPC給予樣機(jī)開發(fā)支持，從方案確認(rèn)到樣機(jī)開發(fā)成功，只用了將近一個月的時間”，楊康對此感到異常高興。而在常州匯拓科技看來，借助西門子TIA和V90 PN解決方案，可以為其減少很多的工作量，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備的穩(wěn)定性，并大幅度減少電氣成柜和調(diào)試時間，以優(yōu)的成本和較快的速度達(dá)到的性能，“為日化企業(yè)用戶提供優(yōu)的解決方案。”

匯拓科技在其灌裝和旋蓋工藝中，全面使用了SINAMICS V90PN 伺服系統(tǒng)解決方案。