坐落于維也納新城的奧地利鋼琴制造商貝森朵夫是世界上最古老和最著名的豪華鋼琴制造商之一。貝森朵夫選擇了奧地利制造商 Berkmann 的現(xiàn)代化噴漆車間，以大幅降低其三角鋼琴噴漆能耗。新車間不僅優(yōu)化了工藝流程，其優(yōu)質(zhì)的漆面品質(zhì)也進(jìn)一步提升，還將能耗降低了 75%，同時(shí)采用倍福基于 PC 的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效控制、可視化和照明。
倍福控制技術(shù)助力提高設(shè)備設(shè)計(jì)自由度
Berkmann Lackieranlagen 噴漆車間的工藝流程基于全新的設(shè)計(jì)方案，其中，內(nèi)部裝有通風(fēng)裝置、過濾系統(tǒng)以及熱回收和發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備控制中心，與工廠廠房分開安置在一棟建筑物內(nèi)。“我們的工作流程因此得到了優(yōu)化，噴漆表面質(zhì)量有了顯著提升。同時(shí)，生產(chǎn)過程中的不良品率也明顯降低，并且由于污染減少，質(zhì)量得到了更大的提高。” 貝森朵夫公司技術(shù)和制造總監(jiān) Thomas Broukal 說道。這種全新的、模塊化的車間設(shè)計(jì)方案建立在倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制技術(shù)基礎(chǔ)之上，它能夠輕松地覆蓋超遠(yuǎn)距離。
車間內(nèi)安裝的倍福 CP690x 控制面板可以使用基于 HTML5 的 TwinCAT 人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)噴漆車間可視化和控制。
所有技術(shù)系統(tǒng)整合在同一臺 PC上
— 集成式軟件涵蓋每一個(gè)功能
控制噴漆室的供氣或排氣溫度、風(fēng)速和風(fēng)量并非易事：若有確保清漆層的高品質(zhì)，既需要有超高精度，又需要保持物理參數(shù)不變。噴漆車間的中央控制系統(tǒng)由一臺 C6015 超緊湊型工業(yè) PC、EtherCAT 通信系統(tǒng)、模擬量和數(shù)字量 EtherCAT 端子模塊，以及一臺 TwinCAT 3 PLC 構(gòu)成。TwinCAT HMI 可視化系統(tǒng)在 CP690x 經(jīng)濟(jì)型控制面板上運(yùn)行。
可持續(xù)性和成本效益
車間通過使用 TwinCAT Controller Toolbox 進(jìn)行智能溫度控制，使用井水進(jìn)行冷卻，并對噴漆作業(yè)區(qū)排放的廢氣進(jìn)行熱回收，顯著節(jié)約了能源。在使用這些方法對空氣進(jìn)行了預(yù)處理后，剩下的就是讓車間達(dá)到噴漆過程所需的室溫。如果高動(dòng)態(tài)的 250 kW 燃木加熱設(shè)備不能維持實(shí)際溫度，就會啟動(dòng)城市集中供熱。“尤其在天氣寒冷的季節(jié)，新車間在節(jié)能方面體現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢。我們通過熱回收不僅節(jié)省了 75% 的供暖費(fèi)用，而且還減少了 75% 的碳排放量。我們每小時(shí)需要加熱 7 萬立方米的空氣，意味著每小時(shí)可以節(jié)約數(shù)百千瓦時(shí)的能源。”Thomas Broukal 解釋道。
Berkmann Lackieranlagen 公司銷售&技術(shù)總監(jiān) Rainer Berkmann；貝森朵夫公司技術(shù)和制造總監(jiān) Thomas Broukal；以及 Berkmann Lackieranlagen 公司技術(shù)部經(jīng)理 Ralph Schmoll（從左至右）。
開放和模塊化的控制技術(shù)確保提高靈活性
由于設(shè)備控制中心與噴漆作業(yè)區(qū)分離，控制柜之間的距離長達(dá) 60 米。我們只需使用光纖和 EtherCAT 通信協(xié)議即可實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。“這一設(shè)計(jì)上的修改只需要使用 CU1521 介質(zhì)轉(zhuǎn)換器和 EK1501 多模光纖 EtherCAT 耦合器這兩個(gè)模塊，再加上在軟件上做一些極小的調(diào)整即可。” Berkmann Lackieranlagen 公司技術(shù)經(jīng)理 Ralph Schmoll 說道。“基于 PC 的控制技術(shù)的最大優(yōu)勢就在于它的這種靈活性，用戶可以隨時(shí)在控制系統(tǒng)中添加任意數(shù)量的附加功能。”
車間投入使用的過程中，客戶在電能測量和照明方面反復(fù)多次更改和增加了功能，因此也需要相應(yīng)調(diào)整控制方案。總的來說，在最終版本的控制系統(tǒng)中，安裝的 I/O 端子模塊數(shù)量比最初計(jì)劃多了 2.5 倍。
操作界面人性化
車間通過噴漆室外的 CP690x 控制面板進(jìn)行控制。可視化則通過基于 HTML5 的 TwinCAT HMI 軟件實(shí)現(xiàn)。通過這種網(wǎng) Web 技術(shù)即可在公司內(nèi)使用任何一臺 PC 或移動(dòng)設(shè)備通過簡單的 Web 瀏覽器訪問車間。噴漆技術(shù)員可以從預(yù)安裝功能中進(jìn)行選擇，整層的照明可以通過倍福面板控制。同時(shí)還整合了報(bào)警和趨勢記錄，用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和執(zhí)行噴漆車間維護(hù)等任務(wù)。操作人員也可以對噴漆過程直接進(jìn)行干預(yù)，相比之前的車間有著巨大的優(yōu)勢。
關(guān)于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進(jìn)入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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