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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，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)的旋蓋機設(shè)備提出了更高的設(shè)計與控制要求。幫助日化企業(yè)高效、低成本地擰好每一瓶產(chǎn)品的蓋子，無疑是旋蓋機提供商們持續(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、壓蓋機、灌裝機。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和認可。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)計目標，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)備運行和更智能便捷的設(shè)備診斷維護能力，從而實現(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”，而且基于實時以太網(wǎng)總線的同步通訊能力從根本上將設(shè)備運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。西門子運動控制部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理楊康表示，“V90PN 的PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)接口與標準以太網(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，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)備的快速診斷和運維同樣是匯拓科技需要重點考慮的問題。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動目標和方向，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，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，可擴展性更強，這一簡單有效的創(chuàng)新伺服設(shè)計，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，如何判斷旋蓋到達合適的擰緊狀態(tài)，并自動控制電機的輸出轉(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：一是伺服電機采用純速度控制，通過檢測速度和扭矩到達設(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，當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，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，電機以設(shè)定好的轉(zhuǎn)矩，運動到固定擋塊位置而不發(fā)出錯誤報警。當?shù)竭_固定位置時，立即輸出轉(zhuǎn)矩值并維持夾緊狀態(tài)。在整個運行過程中，*由PROFINET總線來傳輸指令，并且軸的運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給予樣機開發(fā)支持，從方案確認到樣機開發(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。